KAIST, 체내 들어가면 부드러워지는 ‘안 아픈’ 주사 개발

평소에는 단단하다가 체내에 들어가면 체온에 의해 부드러워지는 가변 강성 정맥 주사바늘의 모습. KAIST 제공

국내 연구진이 체내에 들어가면 부드러워지는 주사바늘을 개발했다. 기존에 딱딱한 주사바늘로 인해 발생하던 혈관 손상이나 비윤리적인 재사용 문제를 해결할 수 있을 전망이다.

한국과학기술원(KAIST)의 정재웅 전기및전자공학부 교수팀과 정원일 의과학대학원 교수팀은 가변 강성(단단함의 정도가 달라지는) 정맥 주사바늘을 개발하는 데 성공했다고 13일 밝혔다.

연구진은 액체금속의 일종인 갈륨을 이용해 주사바늘 구조를 만들고, 그 표면에 생체에 적합한 고분자(폴리머)를 입혔다. 체내 주입 전 주사바늘은 정맥을 뚫을 수 있는 관통력을 갖고 있지만, 체내에 들어가면 갈륨이 액체로 변하면서 생체 조직처럼 부드러운 상태로 변한다. 단단한 주사바늘은 간혹 혈관 내부를 손상시키도 하는데, 이번에 개발된 주사바늘을 사용하면 혈관 손상 없이 안정적인 약물 전달이 가능하다.

한 번 사용한 주사바늘은 몸 밖으로 빠져나온 후에도 부드러운 상태를 유지하기 때문에 의료진이 바늘에 찔리는 사고나 주사바늘 재사용 문제를 원천적으로 차단할 수 있다.

연구팀은 실험 쥐를 대상으로 이번에 개발한 정맥 주사바늘의 약물 전달 기능과 생체적합성을 검증했다. 가변 강성 정맥 주사바늘은 기존 주사바늘에 비해 훨씬 낮은 염증 반응을 보였다. 약물을 전달하는 능력은 기존의 주사바늘과 동일했다.

연구팀은 또 정맥 주사바늘에 박막형 온도 센서를 탑재할 수 있도록 설계했다. 센서를 탑재할 경우 실시간으로 환자의 심부체온을 확인할 수 있다. 주사를 다른 위치에 잘못 놓는 경우 약물이 다른 조직으로 퍼져나갔는지도 감지할 수 있다.

이번 연구를 주도한 정재웅 교수는 “개발된 가별 강성 정맥 주사바늘은 기존의 딱딱한 바늘로 인한 문제를 극복하고 환자와 의료진의 안전을 보장할 수 있다는 점에서 가치가 크다”고 했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 10월 30일자에 게재됐다.

최지원 기자 jwchoi@donga.com