한국연구재단은 경희대학교 박윤석 교수 연구팀이 인간의 대동맥 판막 구조를 모사한 생체모사형 소프트 심장 밸브와 정밀한 자기장 제어로 복잡한 맥압 파형 구현이 가능한 고정밀 심혈관 시뮬레이터를 개발하는 데 성공했다고 19일 밝혔다.

연구팀은 사람의 대동맥 판막 구조에서 착안한 소프트 자성 밸브와 자성 심장판막을 핵심기술로 하는 심혈관 시뮬레이터를 개발했다. 자성 심장판막 및 소프트 자성 밸브는 유연성과 복원력이 우수한 탄성 고분자에 네오디뮴 자기입자를 균일하게 혼합한 복합체로 제작, 외부 자기장에 따라 형태가 변하며 밸브의 개폐 동작을 실시간으로 정밀하게 제어할 수 있게 구현했다.

인공혈관 실험에서 불과 수 밀리미터의 자기장 변화만으로도 개폐 동작을 수행하는 높은 반응성을 보였고 밸브 응답 시간은 최대 150ms(밀리초)로 기존 유연 밸브보다 매우 신속한 전환 성능을 달성했다. 이 같은 성능은 심박수 300bpm의 극단적 조건에서도 안정적으로 동작할 수 있는 수준으로 유아부터 성인의 혈압 파형을 1mmHg 이내 오차로 정밀하게 재현할 수 있다.

박윤석 교수는 “자기장을 통해 실시간으로 유체의 흐름과 압력을 제어할 수 있는 이번 심혈관 시뮬레이터는 비정상적 맥압 파형까지도 세밀하게 모사할 수 있다”며 “생체모사 시스템과 의료용 시뮬레이터, 휴머노이드 로봇 심장 개발 등으로 확장이 기대된다”고 말했다.

이재영 기자 now@ggilbo.com