찌른 후엔 흐물흐물... 혈관 손상 막는 주삿바늘 나왔다

찌르게 전에는 단단하던 주삿바늘이 한번 사용된 뒤 흐물흐물해진 모습. /카이스트

한번 체내에 삽입하면 부드럽게 변해 혈관 손상이나 염증을 최소화하는 정맥 주삿바늘이 개발됐다. 재삽입이 아예 불가능할 정도로 흐물흐물해져 바늘 재사용 문제 해결에도 도움이 될 거라는 전망이 나온다.

14일 카이스트에 따르면, 전기및전자공학부 정재웅 교수 연구팀은 최근 의과학대학원 정원일 교수팀과 공동으로 ‘가변 강성 정맥 주삿바늘’을 개발했다.

단단하고 뾰족한 주삿바늘이 삽입이 불가능해질 정도로 흐물흐물해질 수 있는 이유는 액체금속의 일종인 ‘갈륨’(Gallium)을 이용해 제작됐기 때문이다. 갈륨의 녹는점은 30℃ 정도로, 인간 평균 신체 온도로 알려진 36.5℃ 보다 낮다.

실험 영상을 보면, 고깃덩어리에 이번에 개발한 주삿바늘을 찌른 뒤 빼내자 딱딱했던 바늘이 흐물흐물한 상태로 변한다. 힘을 가하지 않아도 바늘이 알아서 휠 정도다. 다시 삽입을 시도해 봐도, 주삿바늘이 힘 없이 휘어지기만 할뿐 재사용이 아예 불가능한 모습이다.

실제 인체에 적용하면, 혈관 손상이나 조직 염증 발생 가능성을 줄이고 사용 후 찔림 사고도 예방할 수 있다. 실제로 연구팀이 실험 쥐를 대상으로 실험한 결과, 딱딱한 상용 금속 바늘이나 플라스틱 삽입관 등에 비해 훨씬 낮은 염증 반응을 보이는 등 우수한 생체적합성을 확인했다. 약물 전달도 일반 상용 주삿바늘과 같이 안정적으로 이뤄진 것으로 확인됐다.

혈관 모형 속에서 휘어지고 있는 주삿바늘. 실제 신체에 적용 시 혈관 손상이나 조직 염증 발생 가능성을 줄일 수 있을 것으로 전망된다. /카이스트

한번 사용되자 힘 없이 휘어지는 주삿바늘. /카이스트

특히 바늘 재사용 문제 해결에도 기여할 수 있을 것으로 보인다. 실제로 금속 바늘 재사용 논란은 종종 불거진다. 2014년 캄보디아 북서부 바탐방주(州)의 한 마을에서는 주사기와 바늘 등을 재사용해 주민 293명이 HIV에 감염되는 일이 있었다. 2021년에는 세계보건기구(WHO)가 코로나 백신 접종 영향으로 주사기가 최대 20억개 부족한 사태가 벌어질 수 있다며, 바늘의 재사용 문제를 우려했다. 이번에 연구팀이 개발한 주삿바늘이 상용화되면 이 같은 문제가 일부 해소될 수 있을 전망이다.

이외에도 연구팀은 이 주삿바늘에 온도 센서를 탑재해 환자의 심부체온도 실시간 모니터링할 수 있게 했다. 혈관이 아닌 잘못된 주삿바늘 위치로 인한 다른 조직으로의 약물 누수 감지도 가능하다는 게 연구팀 설명이다.

정재웅 교수는 “가변 강성 정맥 주삿바늘은 기존의 딱딱한 의료용 바늘로 인한 문제를 극복해 환자와 의료진 모두의 안전을 보장하고, 주삿바늘 재사용으로 인한 감염 문제를 해결할 수 있다는 점에서 가치가 크다”고 했다.