[줌 인 피플] 독사 어금니를 본뜬 고통 없는 주사 개발…배원규 교수 / YTN 사이언스

■ 배원규 / 숭실대학교 전기공학부 교수

[앵커]
뾰족한 바늘 때문에 주사 맞는 걸 무서워하는 분들 많으실 텐데요. 반창고처럼 붙이기만 하면 고통 없이 약물을 투입할 수 있는 패치형 주사기가 개발됐다고 합니다.

오늘 (줌 인 피플)에서는 숭실대학교 전기공학부 배원규 교수와 함께 이야기 나눠보겠습니다. 어서 오세요.

교수님께서 오늘의 주인공인 뱀을 함께 데리고 나오셨는데, 독사의 어금니를 본떠 약물 패치를 개발했다고 들었습니다. 이게 어떤 이야기인가요?

[인터뷰]
우리가 일반적으로 생각하는 독사는 어금니가 앞쪽에 있습니다. 이 어금니는 빨대 형태인데요. 우리가 흔히 사용하는 실린지 주사기의 원리와 같습니다.

하지만 이번에 본 연구팀에서 영감을 얻은 독사는 어금니가 뒤쪽에 자리 잡은 국내에는 없는 독특한 독사입니다. 뒤쪽에 나 있는 어금니는 빨대 형태가 아니라 어금니 표면을 따라 위에서 아래쪽으로 길쭉한 홈을 형성하고 있는 구조인데요.

이러한 독특한 구조는 쉽게 부러지지 않을 뿐만 아니라 피부를 물었을 때, 피부에 미세한 홈을 만들게 됩니다. 이 미세한 홈을 따라, 독샘에서 독이 빠르게 피부 안쪽으로 빨려 들어가게 되는 것이지요.

이 현상을 모세관 현상이라고 합니다. 미세한 틈으로 물이 빨려 들어가는 현상인데요. 다른 쉬운 예로 나무나 식물이 뿌리로부터 물을 높은 곳의 잎까지 끌어올릴 때도 사용되는 원리입니다. 자연에서는 유체를 이동시키는 데 있어 아주 효율적인 방법이죠.

저희는 피부각질을 뚫고 액체 성분을 빠르게 주입하기 위해 이 모세관 현상을 그대로 이용했습니다. 그 결과, 수초 정도의 아주 짧은 시간 안에 효과적으로 피부각질을 통과해서 다양한 유효성분을 전달할 수 있음을 성공적으로 증명했습니다.

[앵커]
화면에서 봤던 그 모형을 그대로 갖고 오셨는데요. 몇 배로 확대한 크기네요. 그동안은 두꺼운 피부 장벽 때문에 다양한 유효성분을 피부로 통과시키는 방법이 뾰족한 바늘 주사밖에 없었다고 들었는데요. 그럼 이 패치와 주사기를 비교했을 때 어떤 차이점이 있을까요?

[인터뷰]
우리 피부에 존재하는 각질의 방어능력이 아주 튼튼하다는 것을 우리가 인식한 것은 불과 20∼30년도 되지 않았습니다. 대부분의 고분자 기반의 기능성 성분 또는 유효성분은 그 분자 구조물의 크기가 물리적으로 매우 크기 때문에 장벽이라고 불리는 각질을 통과하지 못하는 것이 사실입니다. 그래서 인류가 지금도 주사기를 사용하고 있는 거고요.

보통 예방 접종할 때, 피부 바로 밑으로 주삿바늘을 넣게 됩니다. 피내 주사라고 하는데요. 이는 우리 몸속에 아주 많은 면역세포가 각질 바로 밑에 존재하므로 면역 반응을 효과적으로 일으키기 위함입니다. 하지만 아주 숙련된 의료인이 필요하고, 그 깊이에 항상 정확하게 약물을 주입하기가 쉽지만은 않습니다. 그런데 본 연구에서 개발한 미세한 주사기 패치 같은 경우에는 머리카락 지름의 몇 배 정도로 미세하므로 매번 정확하게 각질 바로 아래 있는 진피로 약물전달이 매우 쉽습니다. 그러니 예방 접종의 결과도 아주 높은 신뢰성을 가지게 되는 것이지요.

또한, 바늘이 매우 얇아 우리 눈에는 작은 점처럼 보이는데요. 이는 기존의 실린지 주사기의 가장 큰 단점인 두려움을 느끼지 않게 한다는 점에서도 아주 큰 장점을 가집니다. 그래서 어린아이뿐만 아니라 같이 기존의 주사기를 무서워하는 많은 분에게 아주 좋은 대안이 될 것으로 기대합니다.

[앵커]
설명을 듣고 보니 이해가 되네요. 독사가 압력 없이 홈을 통해서 물었을 때 들어가는 원리를 활...

[YTN 사이언스 기사원문] https://science.ytn.co.kr/program/pro...