계명대 동산병원 바이오브레인엔지니어링 연구팀

‘광간섭단층촬영 뇌혈관카테터 개발 및 임상 적용’ 연구, 논문 및 학술상 선정

계명대 동산병원 바이오브레인엔지니어링 연구팀(이하 연구팀, 계명대 동산병원 신경외과 김창현 교수, 계명대 의용공학과 이종하 교수)이 ‘뇌혈관용 광간섭단층촬영 뇌혈관카테터 개발 및 임상 적용에 관한 개발 및 임상적용 연구’로 차세대 뇌혈관 영상진단기법의 확장으로 주목을 받고 있다.

조영제를 사용한 뇌혈관조영술은 심장, 경동맥, 뇌혈관, 말초혈관 등의 치료에 주로 사용하는 방법으로, 혈관내 병변을 직접 보는 것이 아니라, 혈류가 지나가는 길을 보고 병변을 예측하는 진단방법이다.

혈관내 병변을 더욱 정확하게 진단하는 방법으로, 혈관내 광간섭단층촬영(optical coherence tomography)이 있다. 이는 주로 심장혈관에 사용 중으로, 혈관벽 및 혈관 주변 구조물인 혈전, 동맥경화증의 단계, 대식세포, 석회화, 스텐트 설치 후 혈관벽과 스텐트의 관계를 레이저를 사용하여 정밀한 검사를 한다.

하지만, 심장혈관과 뇌혈관의 구조적인 차이로 인해 뇌혈관에 적용하기 어려운 상태였고, 연구팀은 혈관내 광간섭단층촬영용 카테터를 뇌혈관에 적용하기 위해, 새로운 디자인의 카테터를 설계하여 한국생산기술연구원(KITECH)과 협업하여 개발하고, 동물실험은 케이메디허브 대구경북첨단의료산업진흥재단(K-MEDI) 전임상센터와 협업하여 임상적용성을 확인하는 데 성공했다.

본 연구는 한국연구재단의 기본연구 지원사업과 교육부 지역혁신중심 대학지원체계(RISE 1-2 대학-기업 융합형 선도연구소 육성)으로 수행되었고, 이번 연구의 성과는 “Design Optimization and Mechanical Performance Evaluation of a Modified Coronary IV-OCT Catheter Adapted for Intracranial Navigation: A Preclinical Study” 제목으로, 2025년 11월호 국제 학술지 “바이오센서(Biosensors, IF=5.6)”에 게재되기도 했다. 이를 바탕으로, 지난해 11월 28일에 개최한 뇌혈관질환을 혈관내수술로 치료하는 대표적인 학회인 “신경외과 대한뇌혈관내치료의학회(Korean Neuroendovascular Society, KoNES) 30주년 기념 정기학술대회”에서 ‘SCIE 부문 학술상’을 수상했다.

김창현 교수는 “향상된 치료 방법의 선택과 질환 위험도 평가를 위해 광간섭단층촬영 카테터의 뇌혈관 적용이 앞으로 뇌혈관질환 치료 성과를 높이는 데 크게 기여할 것이라 생각한다. 또한 뇌혈관질환에 효과적으로 활용되기 위해서는 광간섭단층촬영 기술의 발전과 함께 카테터 개발 역시 중요한 과제가 될 것”이라고 강조했다.

한편, 연구팀은 2019년 국내최초로 혈관내 광간섭단층촬영용 카테터를 경동맥에 적용하는 임상연구를 진행했고, 최근 2년 동안 한국연구재단이 주관하는 ‘2024년도, 2025년도 우수신진연구과제’에도 선정되었다. 연구팀은 뇌혈관질환 중 난치성 질환인 “모야모야병에서 광자극을 이용한 혈관신생의 효과로 혈류증강을 위한 세포 및 동물모델 연구”주제와, 동맥경화증 뇌혈관협착증에서 “포토바이오모듈레이션기반 뇌혈관협착증에 의한 급성 허혈성 뇌졸중에서 죽상경화반의 퇴행 및 안정화와 뇌경색 조직 재생을 증진시키는 치료기술 개발 연구” 주제로 각각 3~4년 동안 총 670,000(천원) 원의 연구비를 지원받고 있다.

또한, 이종하 교수와 김창현 교수는 2020년부터 계명대 동산병원 바이오브레인 엔지니어링 연구팀을 운영 중이다. ㈜인셉션랩(대표: 박은빈)을 창업하여 알츠하이머 치료를 위한 인공지능 기반 인체 삽입형 바이오포토닉스 전자약등의 연구를 수행하고 국내외 외부 투자유치에도 성공하는 등 고도화된 바이오메디컬 AI 연구를 수행하고 있다.