[스크랩] 약물 저장한 컴퓨터칩, 환자 몸에 들어가 매일 제때 약 방출한다

약물 저장한 컴퓨터칩, 환자 몸에 들어가 매일 제때 약 방출한다

• 이영완 기자 ywlee@chosun.com ▶기자의 다른 기사보기

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입력 : 2012.02.29 03:23

미국 MIT연구진 임상시험 첫 성공… "365일치 약물 저장장치 2년내 만들 것" 
국내에선 컴퓨터칩에 박테리아 붙여 암세포 찾아가 약물 전하는 기술 개발 중

▲ MIT제공

우리나라는 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중 결핵 사망률이 최고 수준이다. 약이 없는 것도 아니지만, 관절염 증세나 메스꺼움 등의 부작용이 있어 환자가 제대로 약을 복용하지 않는 경우가 많기 때문이다. 질병관리본부가 '결핵 1위'라는 오명을 벗기 위해 전국 26개 보건소와 민간병원에서 4월부터 스마트폰 등을 활용해 결핵약 복용을 돕는 사업을 진행할 정도다.

이제 약을 제때 복용하지 못해 병이 악화되는 일이 옛말이 될 전망이다. 인체에 내장된 컴퓨터 칩이 때맞춰 정해진 양의 약물을 배출하는 기술이 상용화를 눈앞에 두고 있기 때문이다. 미국 MIT 연구진은 지난 16일 '사이언스' 자매지인 '사이언스 중개 의학'지에 실제 환자에 컴퓨터 칩을 이식해 약물을 전달하는 임상시험에 처음으로 성공했다고 밝혔다. IT(정보기술)와 BT(생명공학)의 융합이 이뤄낸 성과다.

◇컴퓨터 칩이 골다공증 치료제 방출

MIT 로버트 랑거(Langer) 교수와 마이클 시마(Cima) 교수는 덴마크에서 65~70세의 골다공증 여성 환자 7명을 대상으로 한 임상시험에서 칩으로 인한 부작용은 없었으며, 치료 효과는 기존 주사제와 같은 것으로 나타났다고 밝혔다. 1999년 '네이처'지에 처음으로 아이디어를 발표하고 나서 13년 만의 성과다.

연구진이 골다공증 치료제를 임상시험 대상으로 선택한 것은 결핵약과 같은 이유다. 약을 복용하면 2년은 먹어야 하는데, 도중에 약을 중단하는 경우가 많았다. 약을 끝까지 복용하는 비율은 25%에 그치는 것으로 알려졌다. 더 큰 문제는 골다공증 치료제는 약을 도중에 끊었다가 다시 먹으면 뼈 세포를 오히려 파괴하는 부작용이 있다는 점이다.

▲ 이미지를 클릭하시면 스냅샷으로 크게 볼 수 있습니다. / 조선닷컴

환자의 허리에 이식한 약물전달기는 가로×세로 3×5㎝에 두께 1㎝다. 그 안에는 손톱 크기만 한 컴퓨터 칩과 배터리가 들어 있다. 칩에는 골다공증 치료제가 들어 있는 작은 방이 20개가 있다. 20일치 약이 들어 있는 셈이다. 외부에서 무선으로 칩 작동을 지시하면 미리 입력된 프로그램에 따라 칩에 전류가 흐르면서 방을 밀봉하고 있던 백금과 티타늄 막이 순식간에 녹는다. 방에서 나온 약물은 주변의 모세혈관으로 흡수된다.

연구진은 "약물전달기는 인체에 해가 없는 소재로 만들었다"며 "이식은 부분마취로 30분 만에 이뤄지며, 이식 후에 일상생활에서 전혀 불편을 느끼지 못하는 것으로 나타났다"고 밝혔다.

MIT가 기술의 상용화를 위해 설립한 마이크로칩스(Micro CHIPS)사는 2년 내 칩에 365개 정도의 약물 저장 방을 만들 계획이다. 칩 두 개면 골다공증 약 복용을 아예 잊고 살아도 되는 것이다. 로버트 파라(Farra) 마이크로칩스 회장은 "2년의 추가 임상시험까지 따지면 이르면 5년 내 실제 환자에게 공급할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

회사는 칩의 프로그램만 달리하면 여러 종류의 약을 동시에 방출하는 일도 가능할 것으로 보고 있다. 또한 혈당과 같은 인체 변화를 측정하는 센서 칩을 함께 넣으면 칩이 인체 상황에 맞게 약을 방출하는 일도 가능할 것이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 최근 캐나다 밴쿠버에서 열린 미국과학진흥협회(AAAS) 연례학술대회에서도 발표됐다. AAAS는 사이언스지를 발행하는 기구다.

▲ 박종오 전남대 교수팀이 개발 중인 ‘박테리오봇(Bacteriobot)’ 개념도. 암세포와 같이 산소가 부족한 곳을 좋아하는 살모넬라 박테리아를 약물 전달용 미세전자기계시스템(MEMS)에 붙인 형태다. 박테리오봇은 박테리아의 힘으로 암세포에 다가가 치료 약물을 방출할 수 있을 것으로 기대되고 있다. / 전남대 제공

◇라디오파 걸어주면 이동하는 칩도 개발

미국의 시장조사기관인 프리도니아(Freedonia) 그룹은 인체 이식용 의료기기 시장이 미국에서 매년 8%씩 성장해 2014년에는 490억달러 규모를 이룰 것으로 전망했다. 컴퓨터 칩을 이용한 약물 전달 기술은 이 중 가장 주목받는 분야로 국내외에서 다양한 기술이 개발되고 있다.

캐나다 브리티시 컬럼비아대 뮤 치아오(Chiao) 교수팀은 지난달 나노과학 분야 학술지인 '랩온어칩(Lab on a Chip)'에 자기장을 이용한 약물 전달 기술을 발표했다.

연구진은 극소형 원통에 당뇨병으로 인한 시력 감퇴를 치료하는 물질을 넣었다. 이를 생쥐의 각막에 이식하고 밖에서 자석을 갖다대듯 자기장을 걸어주자 원통 윗부분이 아래로 푹 꺼지면서 가운데 미리 뚫어둔 미세 구멍으로 약물이 방출됐다. 이러면 별도 배터리가 없어도 돼 칩 소형화에 크게 도움을 줄 수 있다.

칩이 질병에 걸린 곳을 직접 찾아가 약물을 전하는 기술도 개발 중이다. 미 스탠퍼드대의 애다 푼(Poon) 박사는 이동형 약물 전달 칩을 개발했다. 이 칩에는 배터리가 없다. 대신 밖에서 라디오파를 걸어주면 알아서 이동한다. 칩에 내장된 코일이 외부에서 오는 라디오파를 받으면 자기장이 변하고, 이에 따라 전류가 발생해 한쪽으로 움직인다. 코일 안에 있는 전자석이 전류를 흘리면 움직이는 것과 비슷한 원리다. 칩은 이 방식으로 혈관 내부를 1초에 0.5㎝씩 이동했다.

국내에서는 박테리아를 동력원으로 삼는 기술이 개발되고 있다. 박종오 전남대 교수(기계시스템공학부)는 박테리아가 편모(꼬리)로 이동하는 점에 착안했다. 박 교수는 "살모넬라 박테리아는 산소가 부족한 곳에서 사는데 암세포가 갑자기 증식하면 산소가 급격히 소모돼 박테리아가 좋아하는 환경이 된다"고 말했다. 따라서 약물전달 칩에 박테리아를 붙이면 알아서 암세포를 찾아갈 수 있다.

연구진은 전남대 병원, 서울대 연구진과 함께 박테리아의 독성을 없애고 생체 친화적인 약물 전달 미세전자기계시스템(MEMS)을 개발하는 한편, MEMS의 원하는 부분에만 박테리아를 붙이는 기술도 개발했다. 그래야 칩이 일정한 방향으로 움직일 수 있다. 연구진은 이를 '박테리아 로봇'이라는 뜻으로 '박테리오봇(Bacteriobot)'으로 이름 붙였다.

박 교수는 2001년 한국과학기술연구원(KIST) 재직 시 대장 안을 애벌레처럼 꼬불꼬불 움직이는 대장내시경로봇을 이탈리아 연구진과 함께 개발했으며, 2003년에는 복용하면 배설되는 캡슐형 내시경도 개발한 바 있다. 박테리오봇은 현재 동물실험이 진행 중이다.

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 이 칩은 매매 기능이 없으므로 베리칩과는 무관하지만 앞으로 이런 식으로 수없이 많은 칩들이 나오리라 봅니다. 그렇게 되면 우리가 짐승의 표로 생각하는 베리칩을 받는 것에도 사람들의 거부감이 거의 없어지리라 생각합니다.

아무튼 어떤 형태의 칩이 나오든 경계를 늦추지 말아야 합니다.

출처 : 주님을 기다리는 신부들

글쓴이 : 고다니엘 원글보기

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