◇ 인조혈관의 개발, 현대적 혈관외과를 발전시키다

제1, 2차 세계대전 중 폭격으로 혈관이 통째로 날아가 버린 군인들에게는 꿰맬 혈관조차 남아 있지 않았고 끊어진 혈관을 이어줄 대체재가 필요했습니다. 1952년, 컬럼비아 대학의 아서 부히스(Arthur Voorhees) 박사는 우연한 기회로 이 문제의 돌파구를 찾게 되었는데, 심장 안을 관찰하기 위해 심실에 넣어둔 비단 봉합사에 피가 닿자, 미세한 구멍들이 혈전으로 메워지며 그 위로 새로운 혈관 세포가 덮는 현상을 목격한 것입니다. 

그림 4. 디베키 박사가 대동맥수술에 쓸 인조혈관을 직접 재단하는 장면

부히스 박사는 당장 아내의 재봉틀을 빌려 나일론 천을 둥글게 박아 최초의 인공혈관을 만들었고 동물실험을 통해 혈관 대체재로 유용함을 증명하였습니다. 이런 연구를 바탕으로 1954년에는 심장혈관외과의 거장 디베키(Michael DeBakey) 박사가 당시 최신 합성 섬유였던 '다크론(Dacron)'으로 인공혈관을 만들었고 본격적인 대동맥 수술의 시대를 열었습니다.(그림 4) 1970년대에는 우리가 흔히 등산복 소재로 아는 테플론(Gore-Tex) 소재의 인조혈관이 개발되어 혈관우회수술의 필수품으로 자리 잡게 되었습니다. 이러한 인조혈관의 개발과 발전은 대동맥을 포함한 모든 혈관의 수술을 가능하게 하여 혈관 수술의 또 하나의 혁신을 가져오게 되었습니다.

◇ 중재적 시술, 혈관 수술의 패러다임을 바꾸다

1964년 1월, 오레곤 대학의 찰스 도터(Charles Dotter) 박사는 다리 혈관이 완전히 막혀 괴사가 진행되던 82세의 여성 환자 로라 쇼(Laura Shaw)를 만났습니다. 도터 박사는 대퇴동맥을 통해 가느다란 플라스틱 관(카테터)을 밀어 넣어 막힌 곳을 물리적으로 뚫어내는 데 성공하여 중재적 시술의 시작을 알렸습니다. 이 아이디어를 더욱 정교하게 발전시킨 이가 안드레아스 그륀트지히(Andreas Grüntzig) 박사입니다. 그는 카테터 끝에 초소형 풍선을 달아 좁아진 심장 혈관을 넓히는 풍선 확장술을 고안했습니다. 1977년 9월, 스위스 취리히에서 38세의 심한 협심증 환자 아돌프 바흐만(Adolf Bachman)에게 첫 관상동맥 풍선 확장술이 시도되었습니다. 그륀트지히가 협심증 환자에게 풍선 확장술을 성공적으로 끝마친 순간은 메스를 들던 혈관외과 의사들에게는 엄청난 충격을 주었을 뿐만 아니라 이후 심장병 치료의 패러다임을 바꾼 역사적 순간이 되었습니다. 

좁아진 혈관을 풍선 카테터로 넓혀도 몇 달 뒤면 혈관이 다시 오그라드는 재협착이 자주 발생하였습니다. 이를 극복하기 위해, 1980년대 후반 훌리오 팔마즈(Julio Palmaz) 박사 등이 혈관 내벽을 지탱하는 금속 그물망(스텐트)을 도입하며 풍선 확장술 재협착의 가능성을 현저히 낮추게 되었습니다. 풍선 확장술 및 스텐트 삽입술은 현재 심장혈관 질환의 표준 치료가 되었을 뿐만 아니라 과거 시술이 어려웠던 복잡한 심장혈관질환 치료까지 점차 영역을 넓혀가고 있습니다.

 그림 5. 풍선 확장술 및 스텐트 삽입술

 ◇ 로봇과 하이브리드 시술, 혈관 수술의 미래

오늘날의 혈관 치료는 외과적 수술과 중재적 시술의 경계가 무너진 ‘하이브리드(Hybrid)’수술의 시대입니다. 실시간 혈관 투시 장비와 로봇 제어 시스템이 갖춰진 첨단 하이브리드 수술실에서 외과 의사와 인터벤션 의사가 한 팀이 되어 수술과 중재 시술을 동시에 진행하고 있으며 결과적으로 환자의 신체적 부담을 최소화할 수 있게 되었습니다. 아주 최근에는 하이브리드 시술과 더불어 외과 의사의 손을 대신해 정교하게 작동하는 로봇 팔이 수술을 대신하는 시대가 열리고 있습니다. 빠른 속도로 발전하는 인공지능의 지원을 받은 로봇수술이 보편화된다면 혈관 수술은 더욱 더 한 차원 높게 발전할 것입니다.(그림 6)

불로 혈관을 지지던 소작술에서 시작된 혈관 수술은 미세한 바늘과 실, 그리고 합성 섬유를 이용한 인조혈관과 금속 스텐트, 로봇 수술 및 하이브리드 수술에 이르기까지 인류가 고통과 두려움을 극복하고 과학기술의 발전이 만들어낸 도전의 역사입니다. 지금 이 순간에도 혈관 수술 분야는 가늘고 정밀한 로봇 수술 기구의 개발과 인체 조직과 완벽히 동화되는 생체 흡수성 신소재 개발을 통해 끊임없이 진화하며 인간의 소중한 생명선, 혈관을 지켜내기 위한 끊임없는 도전을 이어가고 있습니다.

그림 6. 로봇수술 장면