서울대학교 공과대학이 전기정보공학부 김성재 교수팀과 함께 서울대학교병원, 서울대학교 의과대학, 한림대학교 융합신소재공학전공 연구팀과 협력하여 휴대용 인공신장으로 활용할 수 있는 소형 복막투석기를 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 최근 바이오 기술 분야의 권위지인 ‘저널 오브 나노바이오테크놀로지’에 게재되며 주목받고 있다.
신장 기능이 저하된 환자들은 일반적으로 혈액 투석법을 통해 치료를 받지만, 이는 환자의 일상생활에 큰 제약을 주는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 연구팀은 복막투석법을 활용한 소형 투석기를 개발하여 환자가 자택 등에서 쉽게 사용할 수 있도록 했다.
연구팀은 복막투석 과정에서 물질 교환이 완료된 투석액을 체외에서 연속적으로 정수하고 재주입하는 방식으로 장치를 소형화하는 데 성공했다. 이온농도분극 현상을 활용하여 체내 노폐물을 효과적으로 제거하는 새로운 정화 메커니즘을 제시한 것이다.
또한, 연구팀은 나노막의 선택적 이온 투과성을 활성화하여 크레아티닌과 같은 전하를 띤 체내 노폐물뿐만 아니라 유레아도 전기화학적으로 대부분 제거할 수 있는 방법을 개발했다. 이 과정에서 마이크로-메쉬 구조를 설계하여 수처리 용량을 극대화하는 데 성공했다.
이 복막투석기가 실제로 상용화되면, 신부전증 환자들의 삶의 질 향상뿐만 아니라 의료 비용 절감에도 기여할 것으로 기대된다. 서울대학교 의대 이정찬 교수는 “이번 연구가 말기신부전 치료법의 혁신을 가져올 수 있는 원천기술을 확보했다는 점에서 큰 의의가 있다”고 강조했다.
한림대 성건용 교수는 “이번 성과는 나노 기술이 인공 장기에 적용된 첫 사례”라며, 환자들에게 향후 개선된 삶을 제공할 수 있을 것이라는 기대감을 밝혔다.
서울대학교 전기정보공학부 김성재 교수는 “이번 연구는 환자의 삶의 질 향상과 의료 접근성 확대 등 사회 전반에 걸친 긍정적인 영향을 미칠 것”이라고 덧붙였다.
이 연구의 제1저자인 김원석 박사는 서울대 전기전자공학부에서 연구교수로 활동하고 있으며, 공동 제1저자인 이선화 교수는 강원대학교병원 신장내과에서 교수직을 맡고 있다.
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