광주과학기술원(GIST) 연구팀이 3D 프린팅과 형상기억고분자를 이용해 불규칙한 형태의 혈관에 삽입하기 쉬운 스텐트(stent) 구조를 개발했다.

GIST는 18일 기계공학부 이용구 교수 연구팀이 키리가미(kirigami) 구조와 형상기억고분자를 이용해 기존의 분지형 스텐트에서 발생하는 삽입 문제를 해결하는 데 성공했다고 밝혔다.

혈관용 스텐트는 혈관 협착 등을 치료하기 위해 체내에 삽입되는 의료용 기구다.

키리가미 구조는 종이를 특정 모양으로 자른 뒤 접었다가 펼치면 입체 형상이 나타나는 팝업(pop-up) 카드와 같은 원리로, 연구팀은 일자 형태로 삽입된 스텐트가 시간이 지남에 따라 각각 혈관으로 갈라지면서 확장·변형돼 혈관 삽입이 용이하도록 설계했다.

기존의 니티놀(nitinol) 등 형상기억합금으로 제작된 분지형 스텐트는 혈관 삽입 시 튀어나온 부분으로 인한 어려움이 있었다.

연구팀은 이 문제를 해결하고 스텐트를 수동으로 확장하던 방식에서 특정 외부 자극에 의해 스스로 확장할 수 있도록 했다.

형상기억고분자로 제작된 3D 프린터용 필라멘트와 FDM 방식의 3D 프린터를 이용해 온도에 의해 형상이 변형될 수 있도록 한 것이다.

3D 프린터로 제작된 분지형 스텐트는 혈관 삽입이 용이한 일자 형태로 변형돼 혈관 내 적합한 위치로 삽입된 후 온도 변화를 통해 분지 형상으로 확장돼 자리를 잡게 된다고 연구팀은 설명했다.

이용구 교수는 "추후 연구를 통해 생체적합성 재료를 적용한다면 실제 수술에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.

이번 연구는 이용구 교수(교신저자)와 김태영 석사(제1저자)가 함께 수행했으며 네이처 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 2018년 9월 17일 자에 게재됐다.