딱딱했던 바늘이 체내 삽입시 부드러워지는 주사침이 개발돼 혈관손상이나 염증 문제를 최소화할 수 있게 됐다.
KAIST 전기 및 전자공학부 정재웅 교수 연구팀과 의과학대학원 정원일 교수 연구팀은 가변 강성 정맥 주사침을 개발하는 데 성공했다고 국제학술지 네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)에 발표했다.
주사치료는 혈관에 약물을 직접 주입하는 방법으로 많이 활용되고 있다. 다만 주사침은 금속이나 플라스틱 등 딱딱한 소재라 부드러운 생체조직에 손상과 염증을 발생시킬 수 있다. 치료 과정 중 환자의 움직임이 제한되는데다 혈관 손상이나 통증을 해소하기 위한 추가 치료와 의료 비용이 발생한다.
연구팀이 개발한 가변 강성 주사침은 액체금속의 일종인 갈륨(gallium)으로 구조를 만든 후 생체적합성 폴리머로 코팅해 제작됐다.
딱딱한 상태에서는 기존 정맥 카테터와 비슷한 생체조직 관통력을 갖지만 체내 삽입 후 갈륨의 액체화로 생체조직처럼 부드러워진다. 혈관 손상없이 약물을 안전하게 전달할 수 있다. 한번 부드러워지면 그 상태가 유지돼 주사침 찔리거나 재사용 문제도 원천 차단할 수 있다.
특히 박막형 온도 센서를 탑재할 수 있어 심부체온 관찰은 물론 혈관아닌 다른 조직에 삽입시 약물 누수도 감지할 수 있다.
주사침의 생체적합성도 입증됐다. 연구팀이 시행한 동물실험에 따르면 딱딱한 상용 금속침이나 플라스틱 카테터에 비해 훨씬 낮은 염증 반응을 보였다.
정재웅 교수는 "가변 강성 정맥 주사침은 기존의 딱딱한 의료용 바늘로 인한 문제를 극복해 환자와 의료진 모두의 안전을 보장하고, 주사침 재사용으로 인한 감염 문제를 해결할 수 있다는 점에서 가치가 매우 크다"고 설명했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업, 생체신호센서융합기술개발사업, 리더연구자지원사업의 지원을 받았다.