<시리즈> 21C 첨단기술 (3);인공심장

과학과 기술이 발달함에 따라 인체 기능 일부를 대체하거나 보조할 수 있는 인공장기 개발이 활기를 띠고 있다.

특히 인공심장을 비롯한 인공장기 부문은 21세기를 주도할 의료기기산업의총아로 인식, 미국·일본·독일 등 선진 각국은 이미 50∼60년 전부터 인공장기 연구개발에 집중적인 투자를 한 결과 현재 세계 인공장기 시장을 거의독점하고 있는 상태다.

지금까지 개발돼 임상적으로 사용되고 있는 인공장기는 심장·심장판막·혈관·심폐기·관절·신장·췌장 등이며 지속적인 연구개발을 통해 오는 2000년대에는 거의 모든 장기를 인공으로 대체할 수 있을 것으로 전망되고 있다.

지난 82년 유타대학 연구팀에 의해 처음 개발된 공기압식 인공심장은 까다롭기로 유명한 미국의 FDA(식품의약국)에서도 판매를 허가, 완전 인공심장또는 심실보조장치로 상품화되고 있으며 미국 정부는 향후 5년내 완전 이식형 인공심장의 임상적용을 목표로 지원을 확대하고 있다.

특히 펜실바니아 주립대학·클리브랜드 클리닉·텍사스 베일러컬리지 등은소형 모터와 무선에너지 및 정보전달시스템을 통해 인체내에 완전 이식이 가능한 인공심장 개발에 주력하고 있으며 이미 체내와 체외를 연결하는 선이없는 형태의 인공심장을 개발해 임상 실험중에 있는 것으로 알려지는 등 인공심장에 관한 한 미국이 가장 앞서 있는 것으로 평가되고 있다.

반면 우리나라의 인공심장 개발은 국내 몇몇 대학 및 연구소를 중심으로연구가 수행되기는 했으나 선진국에 비해 크게 늦은 상태다.

다행이 서울의대 의공학교실을 중심으로 활발한 연구를 지속한 결과 완전이식형 전기식 인공심장을 개발, 지난해 초 양을 대상으로 하는 동물실험에서 4일간의 생존 기록을 세운바 있다.

이 인공심장은 원통형 에너지 변환장치를 좌우로 움직여 좌우 심실을 수축, 이완시키도록 고안됐으며 최근 적절한 주가를 갖는 진자운동을 일으키기위해 원통형 에너지 변환기 내에 소형 기어열과 모터를 장착했다.

서울의대 의공학교실은 지난해 3월 이 인공심장을 상품화 시키기 위해 직간접적으로 협력관계를 유지해 온 메디슨·솔고산업사·바이오메드랩·한국로스트왁스공업 등 7∼8개 업체를 결집, 인공장기연구조합을 결성하고 인공심장을 비롯한 인공관절 등 각종 골격계 인공장기, 내분비·소화계 인공장기등 다양한 인공장기 개발을 본격화하기 시작했다.

그 결과 인공심장의 한 유형인 전기유압식 좌심실 보조장치를 생산, 서울국제의료기기전시회에 출품하기에 이르렀으며 임상실험 단계를 거쳐 이르면내년 중 상품화 될 수 있을 정도에 이르렀다.

이 제품은 개심 수술 후 심전부나 급성 심근장애로 심장의 심박출량이 부족한 환자에게 심장 이식수술 및 심장기능 회복을 돕기 위한 것인데 볼스크류와 LM가이드를 이용한 서보DC모터 제어로 혈액의 박출량 및 박동수를 환자의 상태에 적합하게 조절할 수 있게 설계됐다.

한편 인공장기의 세계시장은 오는 2000년 인공심장 2억5천만달러, 인공심폐기 2억달러, 인공췌장 1억3천만달러, 인공혈관 1억2천만달러, 인공신장 및심장판막이 각 1억달러에 이를 것으로 전망되고 있으며 내수시장의 경우 2000년 인공심장·인공심폐기 각 3천만달러 등 총 1억달러에 이를 것으로 추정된다.

<박효상 기자>