한국과학기술연구원(KIST) 생체재료연구센터 전호정 센터장, 한형섭 박사, KIST유럽연구소 전인동 박사 공동연구팀은 레이저 패터닝 기술로 혈관 내피세포의 성장을 촉진하고 평활근 세포의 탈분화를 억제하는 새로운 스텐트 표면처리 기술을 개발했다. 이 기술은 세포 종류별로 나노 패턴에 대한 반응 차이를 조절할 수 있으며 화학적 코팅 방식과 함께 활용 시 더 큰 혈관 회복 효과를 기대할 수 있다고 밝혔다. 우리나라도 고령화 사회로 진입을 앞두고 있는 가운데 고령 인구의 혈관질환 발생이 늘어나고 있다. 이에 따라 좁아지거나 막힌 혈관을 확장해 혈류를 원활히 하는 관 모양의 의료기기인 치료용 스텐트의 중요성이 커지고 있다. 그러나 기존 금속 스텐트의 경우, 혈관 확장을 물리적으로 유지하지만 1개월 후 평활근 세포의 과도한 증식으로 재협착이 ▲ 전 호정 센터장 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 약물 방출형 스텐트가 가장 많이 사용되고 있으나 혈관 재내피화를 억제해 혈전이 쌓일 위험을 높여 환자가 혈전용해제를 복용해야 하는 불편함이 있었다. 이러한 단점을 극복하기 위해 스텐트 표면에 단백질이나 핵산 등 활성 분자를 코팅하는 방식의 연구가 활발히 진행 중이다. 그러나
심장에 혈액을 공급하는 관상동맥이 좁아지거나 막히는 경우, 스텐트를 삽입해 좁아진 혈관을 넓히는 관상동맥 중재시술을 시행한다. 시술 전 적합한 스텐트 크기를 결정해야 하는데, 조영제를 주입한 뒤 엑스레이 검사를 통해 내부 병변을 투시하는 심혈관 조영술로 주로 판단한다. 이때 환자마다 병변이 다르고 복잡한 데다가, 2D 영상을 기반으로 최적의 스텐트 크기를 결정해야 하는 만큼 시술 결과가 의료진의 경험과 역량에 크게 의존됐었다. 서울아산병원 심장내과 안정민 교수팀이 인공지능이 분석한 최적의 스텐트 크기를 기반으로 관상동맥 중재시술을 시행한 결과, 혈관 내부를 직접 들여다보는 고해상도 영상기구를 이용한 관상동맥 중재시술만큼 좁아졌던 혈관이 충분하게 확장돼 안전하게 치료 가능하다는 연구 결과를 세계 처음으로 최근 발표했다. 심장을 원인으로 한 사망·심근경색·혈전증 등 주요 임상사건 발생률도 0%였다. ▲ 관상동맥 중재시술을 하고 있는 안정민 교수 기존 고해상도 영상기구는 혈관 내부를 직접 들여다볼 수 있는 3차원 기반의 영상기구다. 병변을 가장 정확하게 평가할 수 있지만, 검사 비용이 수백만 원에 달하고 시술 시간이 길어져 실제 사용률이 낮다. 이런 상황에서 기존
조기 위암 환자에서 위 하부와 유문 부위를 보존하는 ‘복강경 유문보존 위절제술’이 기존 표준 복강경 수술법인 원위부 위절제술만큼 효과적이며, 생존율과 재발률에 차이가 없다는 사실을 국내 연구진이 다기관 무작위 대조 임상 연구를 통해 규명했다. 서울대병원 위장관외과 이혁준·양한광·박도중·공성호 교수 및 분당서울대병원 위장관외과 김형호 前교수, 서윤석·안상훈 교수 등 국내 9개 기관의 연구진 16명으로 구성된 KLASS-04 연구팀이 위 중간부 조기 위암 환자 256명을 대상으로 복강경 유문보존 위절제술과 복강경 원위부 위절제술의 예후를 3년간 추적 관찰하여 이 같은 결과를 확인했다고 6일 발표했다. ▲[사진 왼쪽부터] 서울대병원 위장관외과 이혁준 교수, 양한광 교수 최근 위내시경 검진의 활성화로 위암의 70%는 조기에 발견되며, 이런 조기 위암 환자 10명 중 9명은 수술로 완치가 가능하다. 따라서 수술 후 위장관 기능을 유지할 수 있도록 절제 부위를 최소화하여 부작용을 줄이는 보존적 수술의 중요성이 커지는 중이다. [그림] 복강경 원위부 위절제술(LDG) 및 복강경 유문보존 위절제술(LPPG) 모식도 기존 표준 복강경 수술법인 ‘원위부 위절제술(LDG)’은
AI가 분석한 심전도 노화 정도를 바탕으로 심방세동 발병 위험성 예측이 가능해졌다. 세브란스 심장혈관병원 심장내과 정보영‧유희태 교수, 조승훈 강사, 연세대학교 의과대학 의생명시스템정보학교실 유승찬 교수, 대학원 의생명시스템정보학과 엄수정 석사과정 졸업생은 심방세동 위험성 및 조기 발병률을 예측하기 위한 심전도 노화 분석 인공지능 딥러닝 모델을 개발했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 심장학 분야 권위있는 학술지인 유럽심장학회지(European Heart Journal, IF 39.3)에 게재됐다. 심장 박동을 전기 신호로 기록하는 심전도는 심장질환 진단에 사용된다. 최근 인공지능 기술이 발달해 심전도 검사 분석을 기반으로 심장 상태를 예측하기 위한 시도가 이뤄지고 있다. 연구팀은 세브란스병원이 보유한 약 150만 개의 심전도 데이터베이스를 학습시켜 심전도 노화 정도를 분석할 수 있는 인공지능 딥러닝 모델을 개발했다. 이를 6개국의 심전도 데이터 약 70만 개와 비교 분석하며 AI 모델의 실효성을 검증하는 절차도 마쳤다. 특히 이번 연구는 한국인의 심전도 데이터베이스로 학습시킨 AI가 미국 메이요 클리닉, 영국 바이오 뱅크 등 해외 저명한 기관을 통해 인종
고려대학교 의과대학(학장 편성범) 융합의학교실 조일주 교수 연구팀과 경북대학교 IT대학 전자공학부 신효근 교수 연구팀이 뇌를 정밀하게 자극해 뇌 기능을 조절하고 간편하게 머리에 붙이는 형태의 새로운 광유전학 기반 시스템을 개발했다. 이 연구는 뇌 질환 치료와 뇌 기능 개선을 위한 신경 조절 기술의 새로운 지평을 열었으며, 연구 결과는 세계적 학술지 <네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)>에 게재됐다. 기존 비침습 뇌 전기자극 기술은 자극 범위가 넓고 정밀한 조절이 어려워, 치료 효과에 한계를 보였다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하고자 광민감 단백질(opsins)과 상향변환입자(upconversion particle)를 활용해 밀리미터 범위 내의 뇌 영역에서 신경세포를 활성화하거나 억제하는 새로운 시스템을 개발했다. 적색광으로 신경을 활성화(ReaChR)하고, 근적외선(NIR)을 통해 신경 활동을 억제(stGtACR2)할 수 있는 양방향 조절 방식을 구현했다. ▲ 조 일주 교수 ▲ 신 효근 교수 또한, 초소형 무선 광전자 장치를 개발해 실험동물이 자유롭게 움직이는 상태에서도 휴대폰으로 다중 뇌 부위의 정밀한 신경 조절을 가능
콜라와 같은 탄산음료가 치아 건강에 해롭다는 사실을 나노기술로 영상화하고 과학적으로 입증했던 한국 연구진이 이번에는 동일한 음료로부터 치아 손상을 예방하는 효과적인 방법의 메커니즘을 규명해 화제다. KAIST 신소재공학과 홍승범 교수팀이 화학과 변혜령 교수팀과 서울대 치의학대학원 소아치과학교실 및 구강미생물학교실과 협업하여 은다이아민플루오라이드(SDF)*가 치아 표면에 불소 함유 방어막을 형성시켜서 콜라의 부식 작용을 효과적으로 막는 메커니즘을 나노기술로 규명했다고 5일 밝혔다. *은다이아민플로오라이드(SDF): 치과에서 사용되는 약제로, 주로 충치(우식증) 치료와 예방을 위해 사용됨. SDF는 충치 부위를 강화하고, 세균 성장을 억제 ▲ (왼쪽부터) 서울대 치의학대학원 김각균 교수, 하며, 충치의 진행을 멈추는 데 효과적임. KAIST 화학과 변혜령 교수, 신소재공학과 홍승범 교수, 아디티 사하 박사과정, 서울대 소아치과 김영재 교수 연구팀은 치아 에나멜의 표면 형상과 기계적 특성을 원자간력 현미경(AFM)을 활용해서 나노 단위에서 분석하고, SDF 처리로 형성된 나노피막의 화학적 특성을 엑스선 광전자 분광법(XPS)*과 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR
강동경희대학교병원 이비인후과 이건희 교수 연구팀이 콧속 비밸브(Internal Nasal Valve, INV) 협착의 정확한 진단을 위한 새로운 평가 기준을 발표했다. 이번 연구는 CT 검사, 음향비강통기도 검사, 변형 코틀 검사 통해 협착 여부를 객관적으로 평가할 수 있는 지표를 제안하고 있다. 콧속 비밸브(INV)는 코의 내부에서 위쪽에 있는 공기가 흐르는 좁은 통로를 말한다. 이 통로가 좁아지는 것을 콧속 비밸브(INV) 협착이라 하며, 보통 비중격이 휘어지거나 코의 측벽이 약해지며 발생하게 된다. 콧속 비밸브(INV) 협착이 생기면 공기 통로가 좁아지면서 공기 저항이 증가하여 코막힘이 나타나게 된다. ▲ 진료중인 이 건희 교수 콧속 비밸브(INV) 협착이 지속되면 단순한 코막힘뿐 아니라 다양한 호흡 관련 질환 위험이 커진다. 공기 통로가 좁아지면서 수면 중 숨이 막히는 증상이 반복적으로 나타나 수면무호흡증을 유발할 수 있다. 또한 코막힘이 지속되면 콧속 염증이 발생하고, 심해지면 부비동염이 만성화될 수 있다. 공기가 원활히 통과하지 못할 경우, 천식이나 알레르기비염 증상도 더 악화가 될 수 있다. 콧속 비밸브(INV) 협착의 진단은 기존에는 CT 스캔
만성폐쇄성폐질환(이하 COPD)이 폐암 발생과 연관이 있다고 알려진 가운데, 폐암 발생과 연관된 주요 인자들을 밝힌 연구결과가 발표됐다. COPD는 현재 전 세계 사망률 순위 3위로, 국내에서도 40세 이상 인구의 COPD 유병률이 13.4%로 높은 편이다. 아주대병원 호흡기내과 박주헌 교수팀(박지은 교수, 미국 텍사스대학교 맥거번 의과대학 이은영 교수, 분당차병원 김은경 교수, 영국 맨체스터 대학교 데이브 싱 교수)은 한국 건강보험심사평가원 코호트 자료에서 2015~2020년까지 5년 동안 40세 이상 처음 흡입기 처방을 받은 COPD 환자 63,442명을 대상으로 폐암 발생 연관 인자들을 분석했다. ▲ 박 주헌 교수 흡입기 처방은 △ 지속성 무스카린 길항제·지속성 베타2 작용제 복합 처방 39,588명(62.4%) △ 흡입형 스테로이드·지속성 베타2 작용제 복합 처방 22,718명(35.8%) △ 지속성 베타2 작용제 처방 1,136명(1.8%) 등이었다. 대상자를 5년간 추적 관찰한 결과, COPD에서 폐암 발생과 연관된 위험 인자는 △ 간질성 폐질환 △ 높은 동반질환 지수 △ 2회 이상 잦은 입원력 △ 고령 및 남성이었다. 또 다변량 분석에서 흡입기
연세대학교 용인세브란스병원(병원장 김은경) 심장내과 김용철·노지웅·이오현 교수, 세브란스병원 심장내과 진인태 임상강사 연구팀은 최근 연구를 통해 출혈 위험이 큰 환자에서 최소 절개 접근법을 활용한 심장혈관 시술의 안정성을 입증했다. 심장혈관 시술은 전통적으로 대퇴동맥을 통해 이뤄졌으나, 최근에는 출혈과 심혈관 사고 위험을 낮추기 위해 주로 요골동맥(손목동맥)을 이용한다. 최소 절개 접근법인 ‘스너프박스 접근법’은 요골동맥 중에서도 직경이 더 작은 손등 부위의 혈관을 이용하는 시술 방법이다. 기존 요골동맥 접근법의 대안으로 떠오르고 있는 이 접근법은 시술 후 요골동맥 폐쇄 가능성을 낮추고 지혈이 쉬워 시술 부위의 합병증을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 2019년부터 2021년까지 국내 14개 의료기관에서 스너프박스 접근법으로 심장혈관 시술을 받은 환자 데이터를 분석했다. 연구에서는 나이, 콩팥 기능, 빈혈 수치, 항응고제 사용 여부에 따른 출혈 고위험군을 확인해 최소 절개 접근법이 환자 경과에 미치는 영향을 확인했다. 연구 결과, 출혈 고위험군과 비고위험군의 시술 부위 합병증 발생률은 유사했으며, 심각한 출혈 사례는 단 한 건도 발생하지 않았다. 이오
무릎 골관절염 진행을 조기에 예측하고 효과적인 치료 계획을 세울 수 있는 모델이 국내 의료진에 의해 최근 개발됐다. 동국대학교일산병원(병원장 권범선)은 정형외과 이도원 교수의 무릎 골관절염 진행 예측 머신러닝 모델 개발에 대한 연구가 지난 10월 정형외과 최고 권위지인 미국 정형외과 연구학회지(Journal of Orthopedic Research)에 게재됐다고 밝혔다. 골관절염 예측 관련된 모델들이 과거에도 개발된 바 있으나 이도원 교수가 개발한 모델은 두 개의 독립된 데이터군에서 검증됐고 비교적 적은 수의 간단한 변수들로 예측했다는 점에서 차별성을 띤다. ▲ 이 도원 교수 이번 연구는 머신러닝 기술을 활용해 환자의 개인별 데이터를 분석함으로써 골관절염 진행을 조기에 예측하고 효과적인 치료 계획을 세우는 데 기여할 수 있는 실질적인 도구를 제시했다. 아 도원 교수는 “이번 연구는 머신러닝 기술을 활용해 골관절염 환자의 진행을 예측할 수 있는 검증된 도구를 개발했다는 점에서 큰 의의가 있다”며 “앞으로도 무릎 관절염 분야의 발전을 위해 인공지능을 활용한 실질적이고 혁신적인 연구를 이어가겠다”고 포부를 밝혔다. 한편, 이 교수는 해당 논문을 발표해 2024년
연세대 용인세브란스병원 류마티스내과 하장우 교수, 연세대학교 의과대학 윤태준 박사, 세브란스병원 류마티스내과 이상원 교수 연구팀은 최근 혈청 신데칸-1 검사를 통해 앙카 연관 혈관염 환자의 질병 활성도와 사망을 예측할 수 있다고 밝혔다. 앙카(항호중구세포질항체, ANCA) 연관 혈관염은 전신의 모세혈관 및 이와 인접한 작은 동맥·정맥을 침범하는 자가면역질환이다. 이 질환은 뇌, 심장, 폐, 신장, 장, 신경 등 주요 장기를 침범해 뇌졸중, 심정지, 호흡 부전, 말기신부전, 사지 마비 등 영구적 손상을 초래할 수 있다. 연구팀은 세포막 분자인 ‘신데칸-1’이 앙카 연관 혈관염의 질병 활성도 및 경과를 예측하는 생체표지자(바이오마커)로서 역할을 할 수 있는지 연구하고자 했다. 이는 신데칸-1이 B세포의 생존을 증가시키고, 항체를 생성하는 형질 세포로의 분화를 가속화할 수 있다는 점과 전신홍반루푸스, IgA 혈관염의 생체표지자 역할을 할 수 있다는 연구에서 착안했다. 연구는 세브란스병원 류마티스내과에서 앙카 연관 혈관염으로 진단된 환자 79명의 진단 당시 혈청 신데칸-1 검사 결과가 진단 시점의 질병 활성도를 반영하고 추적조사 기간 중의 경과를 예측할 수 있는지
전남대학교 의과대학과 화순전남대병원 연구팀이 우울증이나 자살 위험을 진단키트로 조기에 진단할 수 있는 새로운 바이오마커를 발굴하며 화제가 되고 있다. 의과대학 법의학 김형석, 이수진 교수 연구팀과 화순전남대병원 전민 교수 연구팀이 협력해 자살을 예측할 수 있는 혈액 바이오마커와 우울증의 중증도를 평가할 수 있는 바이오마커를 발굴했다. 바이오마커는 질병에 대한 약물의 반응성을 객관적으로 측정하는 지표다. ▲사진(왼쪽부터) 이수진 교수, 김소연 연구원, 김민하 연구원, 김형석 교수, 이수현 연구원, 전민 교수. 우울증은 자살의 주요 원인으로 조기 진단과 치료가 매우 중요하지만, 진단은 설문검사와 정신건강 상담에만 의존하고 있는 상황이어서 이번 연구 결과가 더욱 주목받고 있다. 연구팀이 개발한 바이오마커는 코로나19 진단키트처럼 간편하고 객관적인 검사가 가능하다는 장점이 있다. 연구팀은 해당 연구에 대해 특허 출원을 마친 상태다. 이 연구는 전남대 의학과 학생 연구원들이 함께 만들어낸 결과여서 더욱 값지다. 이수현(2학년), 김민하(1학년), 김소연(석사) 연구원은 자살로 판정된 뇌 조직에서 일반 사망자와 비교해 특이하게 발현되는 유전자를 발굴한 후 이를 말초혈액
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