심박 조율기를 대체할 하이드로겔을 개발한 연구자들

심근경색은 생명을 위협하는 질환으로, 환자는 발작이 발생한 지 오랜 후에도 조기 사망 위험에 처해 있습니다. 환자의 50~60%는 부정맥으로 인한 갑작스러운 심장마비로 사망합니다.

현재 가장 효과적인 치료법은 심장 부정맥을 멈추게 하는 심박 조율기입니다. 하지만 심박 조율기로는 부정맥의 재발을 막을 수 없습니다. 에를랑겐-뉘른베르크 대학교(FAU)와 본 대학교 연구진은 바로 그러한 효과를 가진 젤을 개발했습니다.

심장마비는 발작이 발생한 후에도 여전히 생명을 위협합니다. 심장마비는 급성으로 생명을 위협할 뿐만 아니라, 심각한 장기적인 건강 위험을 초래합니다. 왜 그럴까요?

"문제는 경색으로 인해 형성되는 흉터에 있습니다. 건강한 조직과 달리 흉터는 전기 신호를 방해하여 심근세포의 효과적인 통신과 동시적인 수축을 방해합니다."라고 FAU와 에를랑겐 대학병원의 실험 신장 및 심혈관 연구 교수인 펠릭스 B. 엥겔은 설명합니다.

심장 박동 조절기는 증상만 치료할 뿐 근본적인 문제를 해결하지는 못합니다.

현재까지 심장 부정맥을 멈추고 급성 심장사를 예방하는 가장 효과적인 치료법은 심박조율기라는 장치를 수술적으로 이식하는 것입니다. 이 장치는 이식형 제세동기(ICD)라고도 합니다.

심실 부정맥을 감지하고 심장에 전기 충격을 가하여 정상적인 리듬으로 되돌립니다. 문제는 심박 조율기가 근본적인 문제인 부정맥 발생을 예방할 수 없다는 것입니다.

또한, 잦은 심박 조율기 박동은 심장에 지속적인 손상을 초래하여 환자에게 심각한 정신적 스트레스를 주고 삶의 질을 저하시킵니다.

심장 부정맥 예방용 젤

FAU 연구팀은 효과적이고 내약성이 우수한 운반체인 콜라겐과 전도성 물질인 PEDOT로 구성된 하이드로젤을 개발했습니다. 이 젤은 심장 부정맥을 예방하는 데 효과적일 것으로 기대됩니다.

어떻게 작동할까요? "젤을 심장의 흉터 조직에 직접 주입할 수 있습니다. 이는 심장 조직에 '전기를 공급'하여 심장 근세포들이 다시 효과적으로 소통할 수 있도록 합니다."라고 엥겔 연구팀의 박사후 연구원이자 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials) 저널에 게재된 이 연구의 주저자인 카베 로샨빈파르 박사는 설명합니다.

이 젤이 상용화되기까지는 시간이 걸릴 것입니다. 동물 모델을 대상으로 한 초기 실험 결과, 이 하이드로젤이 부정맥과 심실성 빈맥을 효과적으로 예방하는 것으로 나타났으며, 이는 ICD가 전달하는 고에너지 전기 충격이 불필요해질 수 있음을 시사합니다. 그러나 환자가 하이드로젤을 실제로 사용할 수 있기까지는 훨씬 더 많은 연구가 필요합니다.

펠릭스 엥겔 교수는 이렇게 설명합니다. "한 가지 측면은 심장마비 후 사람에게 남는 흉터가 쥐에게 남는 흉터보다 훨씬 더 복잡하다는 것입니다. 또 다른 요인은 인간의 면역 체계가 하이드로젤에 어떻게 반응할지 아직 확실하지 않다는 것입니다."

이것이 확인되면, 콜라겐-PEDOT 하이드로젤은 ICD의 고에너지 충격이 특히 부담스럽다고 느끼는 고위험 환자를 대상으로 먼저 테스트될 수 있습니다.