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장 외과분야 개선된 봉합물질 개발

장 외과분야 개선된 봉합물질 개발

미국화학학회에서 출판하는 학술지의 하나인 ACS Nano(2013, 5, Laser Welding of Ruptured Intestinal Tissue Using Plasmonic Polypeptide Nanocomposite Solders )에 따르면 기존의 봉합과 스테이플링(호치키스로 철하는 봉합방법)을 대체할 수 있고 ,외과수술 중 조직의 레이저 봉합을 위한 보다 강력한 봉합능을 가진 새로운 결합물질을 개발하였다고 한다.

아리조나 주립대학의 화학 및 생의학 공학과의 레게 박사와 동료들의 설명에 따르면 레이저조직봉합(laser tissue welding, LTW)는 바늘땀이 없이 혈관, 관절내 연골, 간, 뇨로와 기타 조직을 접합 봉합시키는 방법이다. LTW는 조직을 가열하여 창상의 양쪽이 결합할 수 있는 변화를 유도한다. LTW 는 수술시간을 단축시키고 반흔을 감소시키는 등 봉합이나 스테이플링에 비하여 장점을 가지고 있다. 그러나 LTW 는 장수술에서 어려운 문제를 야기하는 약한 봉합을 만든다. 양의 내용물이 누출되면 심한 통증과 생명을 위협하는 복부감염을 일으킬 수 있다.

인류가 시행한 최초의 외과적 봉합(suture)의 역사는 기원전 3000년의 고대 이집트까지 거슬러 올라가고, 가장 오래된 봉합의 흔적은 기원전 1100년의 미이라에서 볼 수 있다. 히포크라테스의 저술과 로마시대의 코넬리우스 셀수스의 기록에서도 찾아볼 수 있다(en.wikipedia.org/wiki/surgical_suture). 2세기의 갈렌은 장의 봉합에 대해 언급하였다. 멸균 캣것(catgut)은 1906년 등장하였다. 1970년대 후부터 오늘날 보는 것과 같은 합성폴리머 섬유를 사용하였다. 일본과 유럽은 소의 해면상뇌병증 우려 때문에 장의 봉합을 금지시키기도 하였다.

▶ 돼지의 장을 체외로 꺼낸 다음 장을 파열시키고(1) 나노결합물을 도포한 다음(2), 레이저를 쏘이면 창상의 접합이 일어나고(4) 방수결합이 일어난다.

저자들은 강력한 결합을 만들 수 있는 LTW 의 개선된 형태를 개발하는 연구에 착수하였다. 신물질의 개발과 성공적 실험실내 검사에 대해 보고하였는데, 원형성 나노구조물이라고 부르는 새로운 땜물질이 바로 그것이다. 자체에 금 나노로드가 있는데 매우 작아서 마침표 크기내에 10만개를 넣을 수 있다. 탄력성 물질이 골드나노로드를 내부에 싸고 있어서 체내에서 움직일 수 있다. 돼지 장에서 레이저로 창상을 보합하기 위한 광촉진 땜물질로 사용할 수 있음을 발견하였으며, 강력하고 방수지만 탄력성 봉합을 형성하여 장이 새는 부위의 세균을 방지한다.

종합하면 이 원형질성 나노구조물은 레이저 기반 조직수복에 깜짝 놀랄 물질이라고 한다. 실험동물의 장 손상에서 이 물질을 연구할 계획이다.

미국에서 매년 대장직장암과 염증성 장질환에 150만명이 고통을 받고 있다. 장의 문합과 대장암 수술후 누출이 흔히 발생할 수 있고 일부는 치명적 합병증을 일으킬 수 있다. 엘라스틴유사 폴리펩타이드(elastin-like polypeptieds, ELPs)로부터 원형질성 나노결합물이 적외선 레이저 손상으로 생긴 장조직 파열을 봉합하는데 사용하였다. ELP 매트릭스에 일정 농도의 골드나노로드를 넣으면 기계적 특성을 변화시킬 수 있다. 체외에서 돼지 장의 파열을 봉합하기 위하여 광반응성 적외선 레이저를 사용하여 봉합을 연구하였다. 나노결합물을 이용한 레이저 봉합은 장파열의 압력과, 누출압력, 장력 등을 향상시켰다. 아울러 장누출과 세균감염을 막을 수 있는 방수 포장을 제공하였다. 이 연구로 임상의 장과 대장 수복에 적용할 수 있음을 의미한다.

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