심부전증 환자는 심장의 펌프 기능이 약화돼 혈액을 몸의 먼 곳으로 보낼 수 없다. 하버드대와 보스턴아동병원 연구팀이 심부전증 환자의 심장 운동을 도와주는 소프트 로봇을 개발했다.

심장을 실리콘 재질의 소프트 로봇으로 감싸 정상인의 심장처럼 이완과 수축을 원활하게 할 수 있도록 해준다. 내부에 액추에이터들이 층을 이루면서 나선형의 원동형 구조를 채택하고 있다.

심부전증 환자들은 심장 기능 회복을 위해 전통적으로 ‘심실보조장치(VADs:Ventricular Assist Devices)’를 주로 사용했으나, VADs가 직접 혈액에 닿으면서 혈액 응고 등 부작용이 생겼다. 이 같은 부작용을 막기위해 의사들은 환자들에게 혈액 응고방지제를 투약하기도 했다.

하버드대 바이오디자인 연구소의 코너 월쉬 교수와 엘렌 로쉬(Ellen Roche) 등 연구진은 보스턴아동병원의 심장 전문의 '프랭크 피굴라'와 함께 직접 혈액과 접촉하지 않는 보조장치의 개발을 추진했다. 연구팀은 유연하고, 가볍고, 순응적인 소프트 로봇 기술을 개발하는게 심장의 복잡한 운동 기능을 회복하는데 최적이라고 보고 심장 박동을 지원하는 소프트 로봇 개발에 나섰다.

3년여 기간의 연구 끝에 개발한 소프트 로봇은 두께 1mm 미만의 실리콘으로 만들어졌으며, 액추에이터가 층층이 겹쳐졌다. 여기에 압축 공기를 넣으면 이완 수축 작용이 이뤄진다. 연구팀은 소프트 로봇을 심부전증이 있는 돼지의 심장에 적용한 결과 원하는 성과를 거뒀다. 향후 사람을 대상으로 연구를 진행할 계획이다. 이번 연구 성과는 과학 저널인 '사이언스 트랜스레이셔널 메디슨'지에 게재됐다.