세계적인 고령화로 수명연장 및 인체 기능을 돕는 기기에 대한 수요가 증가하고 있는 가운데 환자의 고통을 최소화하기 위한 인체 삽입형 또는 패치형 의료기기 개발이 줄을 잇고 있다.
생명공학연구센터는 최근 ‘인체 삽입형 또는 패치형 의료기기 개발 현황’ 보고서를 통해 국내외 업체의 의료기기 개발 현황을 소개했다.
먼저 인체삽입형 의료기기 개발은 미국 기업이 주도하고 있는 형국이다.
구글은 지난 10월 미국 특허상표청(USPTO)에 ‘압타머 기반의 센서, 삽입형 기기와 감지 시스템’을 특허 출원했다. 참고로 압타머는 질병 진단에 이용하는 차세대 바이오 물질이다.
해당 특허는 몸 안에 삽입한 센서가 질병 징후를 미리 파악하는 기술이며 인체 삽입형 진단기기는 구글X의 스마트워치와 함께 사용될 것으로 계획돼 있다.
구글의 자회사 베릴리 생명과학도 지난 8월 GSK와 손을 잡고 ‘생체전자의약품’의 R&D와 상용화를 추진하기 위한 '갈바니 바이오일렉트로닉스‘(Galvani Bioelectronics)를 설립하기로 합의했다.
생체전자의약 장치를 이용하면 관절염, 당뇨병, 천식과 같은 만성질환을 치료할 수 있을 것으로 기대되고 있으며 양사는 향후 7년간 최대 5.4억파운드(한화 약 9100억원)를 투자할 것으로 전해지고 있다.
이밖에 미국 UC 버클리 연구팀은 먼지 크기의 인체 삽입형 센서 ′뉴럴 더스트′를 개발하고 있다. 뉴럴 더스트는 뇌나 근육을 자극해 특정 장기가 제대로 동작하는지 확인할 수 있으며 체내에서 평생 동안 사용할 수 있는 것으로 알려져 있다.
또 미국 스타트업 커널(Kernel)은 알츠하이머, 뇌진탕 등의 뇌손상을 회복시키기 위해 인간 뇌에 주입할 수 있는 초소형 인공칩 뉴로프로스테틱 개발 중이다. 2017년 중 인공칩의 시제품을 출시할 수 있을 전망이며 뇌전증 환자를 대상으로 임상실험이 실시될 예정이다.
한편 국내에서는 광주과학기술원 이종호 교수 연구팀이 인체 삽입용 태양전지 개발에 나선 상태다.
심박조율기 등 인체 내 의료기기의 전력을 지속적으로 공급하는 박막 구조의 피부 삽입용 태양전지를 만드는 것으로 인체 삽입형 의료기기의 난제인 전력 부족 문제를 획기적으로 해결할 수 있는 방법이라는 점에서 의미가 크다.
향후 많은 전력을 지속적으로 필요로 하는 실시간 혈당 분석기, 질병진단 센서, 혈액 분석 센서 등과 같은 헬스케어 인체 삽입 의료기기 개발에도 크게 기여할 것으로 보인다.
당뇨 패치 등 붙이는 의료기기도 출시 임박
패치형 의료기기 개발도 전세계적으로 활발히 진행되고 있다.
미국 피부 패치 전문기업인 트랜스더말 스페셜티스 글로벌은 패치 부착만으로 혈당을 조절하는 당뇨 패치 ‘The U-Strip’을 개발하고 있다.
주사바늘 없이 패치만으로 혈당을 조절하는 기술을 보유하고 있는 이 회사는 인슐린이 담긴 패치를 피부에 부착한 뒤 초음파 파형 공정을 이용해 모공과 혈관으로 인슐린을 주입하는 새로운 형태의 의료기기를 만들고 있다.
해당 패치는 기존 방식에서 사용되던 인슐린 양의 25%만 가지고도 보다 우수한 혈당조절 결과를 보인 바 있다. 현재 미국 FDA 승인을 위한 임상3상이 진행 중이며 2017년 출시될 예정이다.
한양대를 포함한 미국 일리노이대, 스위스 취리히연방공대 등 국제공동연구진은 피부에 부착하기만 하면 심박수와 자외선 노출 정도 등 건강정보를 알려주는 패치형 장치를 개발하고 있다.
이 장치는 LED와 광센서, 안테나 등 다양한 요소로 구성되어 있지만 지름이 1.5cm 정도에 불과한 얇은 스티커 형태다.
심박수와 혈액 내 산소포화도, 자외선 노출 정도, 피부색 변화를 측정할 수 있으며 측정 결과는 스마트폰, 태블릿 기기 등으로 전송돼 사용자가 쉽게 확인할 수 있다.
이밖에 기초과학연구원 김대형 박사 연구팀은 땀에 들어 있는 당분으로 혈당 수치를 파악하는 센서와 약물 주입용 미세 약물 침을 하나로 만든 당뇨 환자용 전자피부(피부에 달라붙어 자유롭게 휘어지는 전자장치)를 만들고 있다.
유영민 기자 (
