심장 박동을 돕는 말랑말랑한 재질의 `소프트 로봇`이 개발됐다. 심부전증 환자의 심장 기능 회복에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.
미국 하버드대 응용과학연구소(SEAS)와 보스턴 아동병원 공동연구팀은 심장 근육을 모방한 주머니 형태 소프트 로봇을 개발했다고 밝혔다. 이 맞춤형 로봇 슬리브는 심장 주위를 감싸는 형태다. 약해진 심혈관 기능을 회복시키고 심장 박동을 돕는다.
심부전증 환자들이 사용하던 심실보조장치(VAD)보다 진화했다. 기존 장치는 혈액에 직접 닿는 형태여서 혈액 응고 위험이 있었다. 반면 새 로봇은 심장을 겉에서 싸는 구조기 때문이 이런 위험이 없다. 혈액 응고 방지를 위한 약물을 투여하지 않아도 된다.
로봇은 말랑말랑한 실리콘 재질과 공압 액추에이터(구동장치)로 구성됐다. 실리콘으로 얇은 슬리브를 만들고, 심장 주위에 배치한 액추에이터가 이 슬리브를 움직이는 방식이다. 공기압으로 작동하는 액추에이터는 심장 운동과 비슷하게 슬리브를 움직인다.
로봇은 환자 맞춤형으로 제작할 수 있다. 실리콘 슬리브 형태, 액추에이터 동작 패턴을 바꾸면 된다. 심장 왼쪽이 약한 환자일 경우, 왼쪽에 더 많은 공기압을 가하는 식이다. 액추에이터 공기압은 시시각각 변하는 환자 상태에 맞춰 변경할 수도 있다.
연구진은 돼지 심장에 이 소프트 로봇을 이식해 효과를 검증했다. 실제 심장 운동 보조에 효과가 있음을 입증했다. 사람에게 이식하려면 더 많은 연구가 필요하지만, 새로운 형태의 이식형 심장 보조기구 연구가 첫 발을 뗐다는 평가다. 이번 연구 결과는 국제학술지 사이언스 중개의학(Science Translational Medicine)에 발표했다.
이번 논문 1저자인 엘렌 로슈(Ellen Roche) 연구원은 “이번 연구는 소프트 로봇이 임상에 적용돼 잠재적으로 환자 삶의 질을 향상시킬 수 있음을 보여줬다”면서 “부드러운 로봇 장치는 연조직과 상호 작용해 치유, 회복을 돕는 데 이상적”이라고 밝혔다.
송준영기자 songjy@etnews.com
