9월 과학기술인상에 정재웅 KAIST 교수…부드러운 정맥 주사바늘 개발

정재웅 KAIST 전기및전자공학부 교수(가운데). 과기정통부 제공

과학기술인상 9월 수상자에 정재웅 KAIST 전기및전자공학부 교수가 선정됐다. 체온으로 부드러워지는 정맥 주사바늘을 개발해 환자 안전에 기여하는 등 전자 소자와 의료기기 융복합 연구 성과가 인정받았다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 9월 수상자로 정 교수를 선정했다고 3일 밝혔다. 9월 17일 '세계 환자안전의 날'을 기념한 선정 결과다. 

이달의 과학기술인상은 최근 3년간 독보적인 연구개발 성과를 창출해 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 상이다. 과기정통부 과학기술진흥기금과 복권기금 재원으로 운용된다.

정맥주사는 혈관에 약물을 직접 주입하는 치료 방법으로 약물 효과가 빠르고 지속적인 투여가 가능해 의료 분야에서 광범위하게 쓰인다. 기존 정맥 주사바늘은 딱딱한 금속이나 플라스틱으로 제작돼 혈관벽을 손상시키거나 정맥염 등 합병증을 일으킬 위험이 있다. 주사바늘 처리 과정에서도 의료 종사자의 찔림 사고와 감염 우려가 있다.

정 교수는 녹는점이 약 30℃인 금속 갈륨(Ga)이 체온에 반응해 고체에서 액체로 변하는 특성을 활용했다. 상온에서는 단단하지만 체내에 삽입되면 생체 조직처럼 부드러워지는 가변강성 주사바늘을 개발한 것이다. 가변강성은 조건에 따라 강성의 정도를 조절하는 특성을 말한다.

녹는점이 낮은 금속 갈륨을 활용해 체온에서 부드러워지는 정맥 주사바늘. 과기정통부 제공

가변강성 주사바늘은 환자의 움직임을 자유롭게 하고 사용 후 상온에서도 부드러운 상태를 유지해 바늘 찔림 사고를 예방할 수 있다. 주사바늘 재사용 문제도 원천 차단된다.

정 교수는 정맥주사 중 약물이 유출되면 주변 조직의 온도가 낮아진다는 현상에 주목했다. 정맥 주사바늘에 나노박막으로 된 온도센서를 탑재해 체온을 국부적으로 실시간 모니터링하는 기능을 구현하고 주사 약물 누수를 탐지하도록 했다.

정 교수의 연구성과는 지난해 8월 국제학술지 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링' 표지논문으로 선정됐다.

정 교수는 "기존의 딱딱한 의료용 바늘로 인한 문제를 극복하고 주사바늘 찔림사고나 재사용으로 인한 감염 문제를 해결할 수 있는 방법을 제안했다"며 "가변강성 주사바늘 기술이 환자와 의료진 모두의 안전을 향상하는 의료 현장의 핵심 기술로 발전하도록 연구개발에 힘쓰겠다"고 밝혔다.

가변강성 주사바늘 기술 실용화를 위해서는 대량생산 기술 확보와 더불어 체내 안전성과 사용 신뢰성에 대한 철저한 검증이 이뤄져야 한다.

정 교수는 "정맥주사 바늘은 혈관 내부에 직접 사용되는 의료기기인 만큼 안전성과 신뢰성 면에서 작은 결함도 허용될 수 없다"며 "현재 안정적인 생산과 향후 가격 경쟁력 확보를 위해 대량생산 공정에 대한 연구를 진행 중이며 갈륨 주사바늘의 체내 안전성을 입증하기 위한 다각적인 생체 테스트도 수행하고 있다"고 설명했다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1038/s41551-023-01116-z

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]