중국 저장대 융합 연구팀이 발표한 새로운 매듭 기술이 로봇 수술에서 의사가 봉합 시 필요한 장력을 자동으로 조절하여 경험이 적은 외과 의사도 숙련된 의사 수준의 봉합을 구현할 수 있도록 돕고 있다. 이 연구 결과는 국제 학술지 네이처에 게재되었으며, 슬립퓨처(Sliputure)라는 이름의 봉합 시스템이 그 핵심이다.
수술에서 봉합과 매듭짓는 단계는 매우 중요한데, 잘못된 힘 조절은 혈류를 방해하거나 상처를 벌어지게 할 수 있다. 이에 따라, 중국의 최첨단 의료 및 로봇 분야에서는 로봇 팔을 통해 힘을 정밀하게 제어하는 기술이 연구되고 있다. 특히 복강경이나 로봇 수술에서는 의사가 화면을 통해 기계의 팔을 조작해야 하므로 촉각 피드백이 부족해 '힘의 맹점' 상태가 발생할 수 있다. 연구 책임자인 차이 슈준 교수는 이러한 문제를 해결하기 위한 기술 개발에 집중했다고 전했다.
연구팀은 다양한 전공의 연구진이 협력해, '줄 양 끝의 장력은 항상 같다'는 물리적 원리를 바탕으로 미끄럼 매듭을 도입하는 방안을 제안했다. 이러한 미끄럼 매듭을 사용하면 봉합 시 실을 당기는 힘이 일정 수준에 도달할 경우 자동으로 매듭이 풀리며 힘 조절이 가능하다. 이는 봉합이 과하게 조일 수 없도록 제어하는 기능을 가진다.
실험 결과, 슬립퓨처 봉합 시스템은 최대 약 1.3N의 장력을 일정하게 유지하는데 성공했으며, 일반 로봇 봉합의 경우 2~3N로 과도한 힘을 가하는 경향이 나타났다. 또한, 실험용 생쥐의 장기를 봉합한 결과, 슬립퓨처를 이용한 봉합 부위는 수술 후 5일째에 회복이 완료되어 기존 봉합법보다 2일 빠른 속도로 회복되었다. 돼지의 장기를 대상으로 한 복강경 봉합 수술에서도 조직의 눌림 및 변형 현상이 줄어들어 매듭이 고르게 유지되었다.
이번 연구의 핵심은, 미숙련 외과 의사들도 봉합 시 힘 조절 정확도가 121% 향상될 수 있다는 점이다. 이는 훈련 도구로서의 활용뿐만 아니라 자원이 제한된 의료 환경에서도 기존의 봉합재를 대체할 수 있을 것으로 보인다. 연구진은 이러한 기술이 전자 센서에 의존하지 않기 때문에 정전이나 네트워크 장애 상황에서도 즉각적으로 작동할 수 있어, 심부 수술뿐만 아니라 극한 환경에서도 사용 가능하리라 전망하고 있다.
