부산대 엄태중 교수팀 연구이미지. (사진=부산대 제공)

부산대학교는 부산대와 전남대학교병원 공동연구진이 손상된 힘줄을 병원의 병리학연구실에 보내 검사하는 ‘조직병리학적 평가 방법’이 아닌, 조직에서 바로 검사 가능한 ‘레이저 영상 기법’을 개발하고 손상된 힘줄을 대상으로 이 새로운 평가기법의 효과를 확인했다고 10일 밝혔다.

이번 연구는 손상된 힘줄을 조직학적인 평가 방법 외에 새롭게 평가할 수 있는 방법을 찾고자 했던 전남대병원 정형외과 김명선 교수와 전남대 의대 핵의학과 이창호 교수가 함께 수행한 보건복지부 연구과제에서 시작됐으며, 보건복지부와 한국연구재단의 지원을 받아 부산대 컬러변조 초감각 인지기술 선도연구센터의 주도로 수행됐다.

해당 결과는 연구의 우수성을 인정받아 의생명 광학 분야 세계적 권위지인 '바이오포토닉스(Journal of Biophotonics)' 11월호(11월 3일자) 표지논문에 선정됐다.

건염이나 아킬레스건 파열과 같이 정형외과에서는 흔히 힘줄 부상을 볼 수 있다. 그러나 ‘힘줄’은 근육과 뼈를 연결하는 콜라겐 섬유 다발로, 혈관 형성이 좋지 않아 다른 결합 조직보다 치유 시간이 길다. 부분 파열은 종종 간단히 치료되지만, 완전 파열은 대개 수술로 치료해야 한다.

치유 시간을 줄이기 위한 치료 전략을 개발하고 시도함에 있어 힘줄의 미세구조 변화와 상처 치유 정도를 평가하기 위한 객관적인 평가기법이 매우 중요한 것이다.

이에 부산대·전남대병원 공동연구진은 힘줄 조직에서 바로 검사를 시행할 수 있는 ‘편광 민감 광 결맞음 단층촬영방법(PS-OCT)’을 개발하고, 이 기법이 힘줄의 상처 치유 상태에 따른 손상된 섬유의 구조적 변화를 잘 관찰할 수 있는 새로운 영상 기반 정량 평가 방법임을 증명함으로써, 많은 환자가 고통받고 있는 힘줄과 인대 질환 및 손상 치료에 관심 있는 학계의 주목을 끌고 있다.

논문의 공동 교신저자인 부산대 컬러변조 초감각 인지기술 선도연구센터 엄태중 교수와 전남대병원 김명선 교수의 공동연구그룹은 서로 다른 소속기관의 한계와 임상과 공학 분야의 경계를 뛰어넘은 협력 연구로 의학뿐만 아니라 최첨단 레이저 광학기술을 이용해 의학 발전에 기여하고자 했다.

연구팀에서 개발한 힘줄의 치유 상태를 평가하는 기술은 힘줄이나 인대를 구성하는 콜라겐 섬유조직의 배열 특성이 힘줄의 손상과 회복 정도에 따라서 변화와 연관됨에서 착안했다. 미세한 콜라겐 섬유조직의 변화는 안과의 영상 진단 기술로 활용되던 광 결맞음 단층촬영기법을 발전시켜서 측정할 수 있었다.

치료 상태의 판별이 필요한 부위를 3차원 영상으로 복원하고, 함께 개발한 영상 처리 기법을 적용해 콜라겐 섬유조직의 배열을 지표화시켰다. 연구팀은 병원의 병리학 연구실에서 사용되는 진단 기법과 비교해, 새로 개발된 레이저 영상 기법의 효과가 충분히 효용성이 있음을 확인했다.

연구를 주도한 부산대 컬러변조 초감각 인지기술 선도연구센터 이용재(제1저자) 박사는 “이번 결과는 손상된 힘줄이나 인대의 치유 상태를 정확한 지표로 계산해 낼 수 있으므로 보다 객관적인 정보를 의료진과 연구진에게 제공하게 됐다는 점에서 큰 의미가 있다”며 “이 기술은 힘줄이 손상된 부위의 치료를 위해서 연구 중인 다양한 기법들의 효용성을 판단하는 효과적인 전략이 될 수 있으며, 조직 재생 및 조직 공학 분야 발전에 이바지할 수 있을 것”이라고 기대했다.