심박조율기, 이제는 사라지는 시대? 생분해성 초소형 심박조율기의 혁신

심박조율기 기술, 근본부터 바꾸다

심장 박동이 느려지는 서맥 증상은 생명을 위협할 수 있어 심박조율기를 통해 전기적 자극을 주는 치료가 널리 활용되어 왔습니다. 하지만 기존의 심박조율기는 크고 무겁고, 외부 전원과 전선에 의존하며, 이식 후에는 추가적인 제거 수술까지 필요해 환자에게 큰 부담을 주었습니다. 이러한 구조적인 문제점을 해결할 수 있는 새로운 기술이 등장했습니다. 바로 생분해성 심박조율기입니다.

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‘쌀알보다 작은’ 세계 최소형 심박조율기 등장

초소형 심박조율기의 설계

2025년 4월, 미국 노스웨스턴대학교의 존 로저스 교수팀은 국제 공동연구를 통해 기존보다 훨씬 작고 생분해되는 무선 심박조율기를 개발했습니다. 이 장치는 크기가 고작 가로 1.8mm, 세로 3.5mm, 두께 1mm로, 주사기 끝에 들어갈 정도로 작습니다.

작고 가느다란 삽입 기구를 통해 심장 표면까지 쉽게 도달할 수 있으며, 특히 신생아나 소아 환자에게 최적화되어 있습니다. 생분해성 소재로 제작돼 일정 시간이 지나면 체내에서 자연스럽게 분해되고 흡수되므로, 제거 수술이 전혀 필요하지 않습니다.

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전원 없이도 작동하는 원리: 갈바니 전지 + 적외선

자체 전원 생성 시스템

기존 심박조율기는 배터리나 전선을 통해 전원을 공급받아야 했지만, 이번에 개발된 심박조율기는 자체 전기 생산이 가능합니다. 두 개의 금속 전극이 체내 생체액과 반응해 전류를 만들어내는 ‘갈바니 전지’ 구조를 이용하고 있기 때문입니다.

무선 신호 전달 기술

여기에 더해, 조율 신호는 외부에서 발사하는 적외선을 통해 무선으로 조절됩니다. 환자의 가슴에 부착한 장치가 이상 박동을 감지하면 적외선을 쏘아 장치 내부의 반응을 유도하고, 그 빛이 피부, 근육, 뼈를 뚫고 심장까지 도달해 작동을 유도하는 구조입니다.

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실제 효과와 다양한 활용 가능성

동물 및 인간 심장 실험 결과

연구팀은 이 장치를 동물 실험과 인간 심장 조직 실험에 적용한 결과, 안정적인 심박 조절 기능과 자연 분해 기능이 입증되었다고 밝혔습니다. 정상적인 심장 리듬을 유지할 수 있었고, 시간이 지나면서 장치가 완전히 분해되었습니다.

의료 분야 확장성

뿐만 아니라, 크기가 작아 심장 여러 부위에 동시에 부착할 수 있으며, 각 장치를 서로 다른 파장의 빛으로 독립 제어함으로써 정밀한 박동 조절도 가능했습니다. 이는 단순한 심박 조절을 넘어 부정맥 치료, 신경 재생, 조직 재생, 만성 통증 완화 등 전기 자극 기반의 다양한 치료법으로의 확장 가능성을 시사합니다.

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소아 환자 치료의 전환점

수술 부담 없는 일시적 사용

이번 기술의 가장 큰 수혜자는 바로 소아 환자입니다. 선천성 심장병 수술을 받은 아이들은 수술 직후 며칠간만 조율기가 필요하지만, 지금까지는 장기적으로 착용 가능한 장치를 써야 했습니다.

이 생분해성 심박조율기는 일주일 이내 짧은 기간만 필요로 하는 치료 상황에 완벽히 부합하며, 제거 수술 없이 몸속에서 자연스럽게 사라지는 덕분에 감염 위험, 출혈, 심장 근육 손상 등의 부작용을 최소화할 수 있습니다.

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관련 링크

• 네이처 게재 논문 원문 https://www.sciencetimes.co.kr/nscvrg/view/menu/251?nscvrgSn=165419

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마무리

기존 심박조율기의 한계를 근본부터 뒤흔든 이번 연구는, 특히 소아 심장질환 치료에 있어 새로운 돌파구가 될 수 있습니다. 심박조율기가 더 이상 영구적인 이식 장치가 아닌, 생분해되어 사라지는 일시적 치료 장치로 변화하면서 의료 현장의 패러다임이 바뀌고 있습니다. 앞으로도 이러한 혁신이 다양한 의료 분야에 어떻게 적용될지 기대가 큽니다.

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