딱딱했다 부드러워지는 ‘주사바늘’ 나왔다
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체내에 삽입하면 딱딱한 상태에서 부드러운 상태로 변하는 정맥 주사바늘이 개발됐다.
하지만 금속이나 플라스틱 등 딱딱한 소재로 된 주사바늘이 생체조직에 손상이나 염증을 일으킬 수 있다.
이번 연구를 주도한 정재웅 교수는 "가변 강성 정맥 주사바늘은 기존의 딱딱한 의료용 바늘로 인한 문제를 극복해 환자와 의료진 모두의 안전을 보장한다"며 "주사바늘 재사용으로 인한 감염 문제를 해결할 수 있다는 점에서 가치가 매우 크다"고 말했다.
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체내에 삽입하면 딱딱한 상태에서 부드러운 상태로 변하는 정맥 주사바늘이 개발됐다. 생체조직에 대한 높은 친화력으로, 혈관 손상과 염증 발생 등을 최소화할 수 있을 것으로 기대된다.
KAIST는 정재웅 전기및전자공학부 교수 연구팀과 정원일 의과학대학원 교수 연구팀이 ‘가변 강성 정맥 주사바늘’을 공동 개발하는 데 성공했다고 13일 밝혔다.
정맥주사는 혈관에 약물을 직접 주입하는 주사로, 효과가 빠르게 나타나고 지속적인 약물 투여가 가능하다. 하지만 금속이나 플라스틱 등 딱딱한 소재로 된 주사바늘이 생체조직에 손상이나 염증을 일으킬 수 있다.
바늘 사용 후 의도치 않은 의료인 찔림 사고가 발생하거나, 바늘 재사용과 같은 비윤리적인 상황도 벌어지고 있다. 이는 인체면역 결핍 바이러스(HIV), 간염 바이러스 등 심각한 혈액 매개 질환 감염을 초래할 수 있다. 이로 인해 세계보건기구(WHO)는 재사용이 불가능한 스마트 주사기 개발과 사용을 장려하고 있다.
연구팀은 액체금속의 일종인 갈륨을 이용해 주사바늘 구조를 만들고 이를 생체적합성 폴리머로 코팅해 가변 강성 정맥 주사바늘을 제작했다. 체내 삽입 전에는 딱딱한 상태로, 상용 정맥 카테터와 비슷한 수준의 생체조직 관통력을 갖는다.
하지만 삽입 후에는 갈륨의 액체화로 조직과 같이 부드러운 상태로 변한다. 혈관 손상 없이 안정적인 약물 전달이 가능하며, 한번 사용한 주사바늘은 갈륨의 과냉각 현상으로 상온에서도 부드러운 상태를 유지하기 때문에 찔림 사고나 재사용 문제를 원천적으로 방지할 수 있다.
연구팀이 쥐실험을 진행한 결과, 이 주사바늘은 금속 바늘이나 플라스틱 카테터에 비해 훨씬 낮은 염증 반응을 보였고 안정적으로 약물이 전달된다는 점이 확인됐다.
가변 강성 정맥 주사바늘은 박막형 온도 센서를 탑재할 수 있도록 설계된 특징도 있다. 이를 통해 실시간으로 환자의 심부체온을 모니터링할 수 있다. 또 혈관이 아닌 다른 조직으로 약물이 들어가는 것을 모니터링하는 약물 누수 감지도 가능하다.
이번 연구를 주도한 정재웅 교수는 "가변 강성 정맥 주사바늘은 기존의 딱딱한 의료용 바늘로 인한 문제를 극복해 환자와 의료진 모두의 안전을 보장한다“며 ”주사바늘 재사용으로 인한 감염 문제를 해결할 수 있다는 점에서 가치가 매우 크다”고 말했다. 논문은 국제 학술지 `네이처 바이오메디컬 엔지니어링‘에 지난달 30일 게재됐다.
[문세영 기자 moon09@donga.com]
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