수술 후 새는 부위 있어도 안심?…수술용 스마트 패치 개발 [와우! 과학]

▲ 스마트 패치를 들고 있는 과학자. 사진= Empa

위나 소장, 대장 같은 장기 수술 이후 생길 수 있는 가장 나쁜 합병증은 바로 수술 부위가 새는 것이다. 만약 위산이 수술 부위에서 새어 나가 복강으로 들어가면 심각한 화학적 손상을 동반한 복막염이 생길 수 있다. 소장이나 대장 역시 소화된 음식물과 함께 수많은 장내 미생물이 유입되어 심한 염증을 일으킨다.

최선의 노력을 다해서 수술했더라도 여러 가지 요인에 의해 수술 후 봉합 부분이 내부에서 새는 경우 조기 진단이 쉽지 않다. 처음에 약간 새어 나가는 정도로는 큰 증상이나 염증이 없기 때문이다. 따라서 어느 정도 진행된 후에 환자가 발열과 복통 같은 증상을 호소하거나 혹은 피 검사상 염증이 의심되어 CT 검사를 진행하는 경우가 대부분이다.

스위스 연방 소재 과학기술 연구소와 취리히 연방 공대의 연구팀은 위 수술 후 문제가 생겼을 때 이를 빨리 진단하고 누출도 막아 줄 수 있는 수술용 스마트 패치를 개발했다. 연구팀이 개발한 패치는 신축성이 뛰어난 폴리아크릴아마이드 소재를 기반으로 별도의 센서나 전자 회로 없이 누출을 진단할 수 있다. 대신 패치에 의료용으로 사용되는 탄산 바륨이나 탄산 란타늄을 섞는다.

탄산 바륨은 주로 방사선 조영제로 쓰이는 물질이고 탄산 란타늄은 만성 콩팥병 환자에서 치료제 목적으로 사용된다. 하지만 스마트 패치에서는 초음파나 CT에서 위산 유출을 쉽게 파악하기 위한 용도로 사용된다. 예를 들어 탄산 바륨이 위산에 노출되면 탄산이 이산화탄소로 변하면서 바륨 이온이 방출된다. 이산화탄소는 패치 안에서 기포를 형성하기 때문에 초음파에서 쉽게 진단이 가능하다. CT에서도 바륨의 유출은 쉽게 확인할 수 있다.

따라서 수술 후 의료진은 초음파로 수술 부위 유출 여부를 계속 확인하면서 위산 유출이 의심되는 경우 CT를 이용해서 소량의 유출도 쉽게 확인할 수 있다. 연구팀은 이 스마트 패치가 염증과 복통이 진행되기 전에 위산 유출을 조기에 진단할 수 있을 뿐 아니라 유출을 잠시간 막아주는 기능도 함께 한다는 사실을 돼지를 이용한 동물 실험에서 확인했다.

물론 사람에서 사용했을 때 별다른 부작용 없이 분해되고 의도한 대로 정확하게 유출을 진단할 수 있는지는 앞으로 여러 단계의 임상 시험을 통해 검증해야 할 부분이다.

스마트 패치가 실제로 효과가 있는 것으로 드러나면 위 수술 후 합병증 예방에 획기적인 전기를 마련할 수 있을 것으로 기대된다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com