KAIST, 재사용 불가능 스마트 주사바늘 개발…조직손상 최소화

정재웅·정원일 교수팀, 사용 후 바늘 찔림·재사용 가능성 원천 차단
온도센서 탑재… 심부체온 모니터링 가능, 국제 학술지 게재

생체조직 손상을 최소화하면서 재사용이 불가능한 스마트 주사기가 개발됐다.

KAIST는 전기및전자공학부 정재웅 교수팀이 의과학대학원 정원일 교수팀과 함께 체온에 의해 주사바늘이 유연해져 약물 주입 때 주사삽입 부위의 움직임이 자유롭고 주사바늘에 의한 혈관 벽 손상 방지가 가능한 ‘가변 강성 정맥 주사바늘’을 개발했다고 13일 밝혔다.

이 기술은 또 사용 후 찔림 사고나 비윤리적 주사기 재사용에 따른 혈액 매개질환 감염문제를 예방하는데도 도움이 된다.

이번에 공동연구팀은 액체금속의 일종인 갈륨(Gallium)을 이용해 주사바늘 구조를 만들고 이를 생체적합성 폴리머로 코팅, 가변 강성 정맥 주사바늘을 제작했다.

딱딱한 상태의 주사바늘은 상용 정맥 카테터와 비슷한 수준의 생체조직 관통력을 갖지만 체내 삽입 후 갈륨의 액체화로 인해 조직과 같이 부드러운 상태로 변해 혈관 손상 없이 안정적인 약물 전달이 가능하다.

특히 한 번 사용한 주사바늘은 갈륨의 과냉각 현상에 의해 상온에서 부드러운 상태를 유지할 수 있어 바늘 찔림 사고나 재사용 문제를 원천적으로 방지할 수 있다.

연구팀은 실험쥐를 통해 개발된 정맥 주사바늘의 약물 전달기능과 생체적합성 검증에 나서 가변 강성 정맥 주사바늘이 딱딱한 상용 금속바늘이나 플라스틱 카테터에 비해 훨씬 낮은 염증반응과 우수한 생체적합성을 확인했다. 또한 상용 주사바늘과 같이 안정적으로 약물 전달능력도 확인했다.

이와 함께 가변 강성 정맥 주사바늘은 박막형 온도 센서를 탑재할 수 있도록 디자인돼 실시간으로 환자의 심부체온을 모니터링하는 것도 가능하며 잘못된 주사바늘 위치로 혈관이 아닌 다른 조직으로의 약물 누수 감지까지 가능해 고품질의 의료서비스를 제공할 수 있다.

KAIST 전기및전자공학부 카렌-크리스티안 아그노 박사과정 연구원과 의과학대학원 양경모 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)’에 지난달 30일 게재됐다.(논문명 : A temperature-responsive intravenous needle that irreversibly softens on insertion)

연구를 주도한 정재웅 교수는 “개발된 가변 강성 정맥 주사바늘은 기존 딱딱한 의료용 바늘로 인한 문제를 극복해 환자와 의료진 모두의 안전을 보장할 수 있을 것”이라며 “주사바늘 재사용으로 인한 감염 문제도 해결할 수 있다는 점에서 가치가 크다”고 말했다.

[대전=뉴시스]