KAIST '찔러도 피 한방울 나지 않는' 주삿바늘 개발

[대전=이데일리 박진환 기자] 찔러도 피 한방울 나지 않는 주삿바늘이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

KAIST는 화학과 이해신 교수 연구팀이 홍합이 가진 접착 기능을 모방한 생체 재료를 이용해 출혈이 없는 주삿바늘 개발에 성공했다고 6일 밝혔다.

모든 의료 처치에서 주삿바늘의 사용은 필수이다. 혈액채취와 링거, 카테터, 스텐트 삽입, 약물 및 백신 주사 등 상당수 의료적 처치는 모두 주삿바늘을 통해 이뤄진다.처치 후에는 환부를 수분 가량 압박해 지혈한다.

압박만으로도 건강한 일반인들은 3분 내외로 효과적 지혈을 할 수 있지만 장기 입원 중인 암 환자나 당뇨병, 혈우병, 아스피린 장기 복용 환자 등은 정상적인 지혈이 어렵거나 불가능한 경우가 많다.

주삿바늘에 코팅되는 지혈 재료는 주사 전에는 주삿바늘의 표면에 단단히 코팅돼야 한다. 또한 주사 처치 후에는 혈관내벽 또는 피부에 부착돼 지혈 기능을 수행해야 한다.이에 따라 기계적 물성이 강한 필름형태의 지혈 재료를 사용하는 것이 중요하다.

그러나 기존의 지혈 재료들은 기계적 물성이 약해 주사 과정에서 발생하는 마찰력을 견디지 못하는 한계를 가졌다.

연구팀은 문제 해결을 위해 홍합의 특성을 이용했다.

홍합이 섬유 형태의 족사(어패류의 몸에서 나오는 경단백질의 강인한 섬유다발)를 이용해 강한 파도가 치는 해안가의 바위에서도 단단히 붙어 생존하는 현상에 착안해 홍합 족사의 구조를 모방했다.

이러한 접착성을 의료기술과 결합하면 수분이 70% 이상 존재하는 생체 환경에서도 우수한 접착 능력을 기대할 수 있다.

연구팀은 이전에도 이를 이용한 다양한 지혈 재료들을 개발해 왔다.

연구팀의 찔러도 피가 나지 않는 주삿바늘은 일반 주삿바늘에 지혈재료를 코팅해 주사 후에 상처부위를 물리적으로 막아 자발적으로 지혈할 수 있게 만드는 기술이다.

홍합 족사 구조에 존재하는 카테콜아민 성분을 도입한 접착성 키토산을 이용해 주삿바늘 위에 지혈기능성 필름을 형성했다.

이후 혈액에 필름이 닿으면 하이드로젤 형태로 순간적으로 전이되면서 지혈 현상이 발생하는 것이다.

이 기술은 지혈 기능에 문제를 갖는 당뇨병이나 혈우병, 암 환자와 아스피린 복용자 등에게 적용 가능할 것으로 기대된다.

이해신 교수는 “개발된 기술은 모든 혈관 및 근육 주사에 효과를 보이고, 혈우병 모델에서도 효과적인 기능을 보이기 때문에 혈액 응고 장애가 있는 환자들에게 유용할 것”이라며 “카테터 및 생검바늘 등 다양한 침습 의료기기들과 결합해 새로운 기술의 발전이 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.

한편 이번 연구는 안정성평가연구소의 강선웅·김기석 박사 연구팀 및 ㈜이노테라피와의 공동 연구로 진행됐으며, 연구결과는 재료 분야의 네이처 자매지인 ‘네이처 머티리얼즈(Nature Materials)’ 3일자 온라인판에 게재됐다.