바늘공포에서 해방되는 바늘없는 주사기 구뤠잇!!!

모처럼 좋은소식이 전해져 왔습니다. 서울대 공대 기계항공학부 여재익 교수팀이 바늘 없는 장치를 통해 통증 없이 약물을 반복주입하는 실험을 통해서 약효를 검증했다고 밝혔습니다. 바늘 없는 주사기는 오래전부터 개발되고 제품화 된 상품들도 있지만, 이번에 연구팀이 개발한 주사장치는 머리카락 한 가닥 두께 정도의 미세한 구멍을 통해서 약물을 초당 150m의 빠르고 일정한 속도로 반복 분사하여 통증을 느낄 수 없도록 개발 되었다고 합니다.

[펜형 무침 주사를 피부에 주사하는 모습, 출처 : 서울대학교 공대]

좀 더 세부적인 기술을 설명하면, 우주추진원리를 적용해서, 소량의 고밀도 에너지를 순간적으로 팽창시켜 약물을 빠르게 분사하는 약물분사시스템을 개발한 것이라고 합니다.

이런 바늘없는 주사기는 인슐린을 체네에 주입하기 위해, 매일 주사를 맞아야 하는 당뇨병 환자에게 특히 반가운 소식이 될 것 같습니다. 그런 이유로, 실험을 대상을 당뇨쥐로 정하여, 1형 당뇨쥐에 인슐린을 주사한 뒤, 기존의 주사기와 동일하게 혈당이 조절되는 것을 확인한 것을 동물실험을 통해 검증한 것이 됩니다.

그렇다면, 이전에 있었던 바늘없는 주사기는 어떤 것이 있었을가 궁금해 집니다.

먼저, 2012년에 MIT 의학 및 기계공학 연구소가 개발한 바늘 없는 주사기에 대해서 살펴보겠습니다.

[MIT 바늘없는 주사기, 출처 : YouTube 영상 캡쳐]

MIT의 바늘없는 주사기는 전자기파를 이용하는 방식(로렌츠의 힘)으로 구동 된다고 합니다. 주사기속에 만들어진 자기장이 피스톤을 밀어내어, 약물이 분사되어 피부와 혈관까지 약물을 전달하는 방식 입니다. 이 때 뿜어져 나오는 속도가 314m/s에 달하는데, 서울대 연구팀의 주사기가 150m/s와 비교할 만 합니다.

약물이 나오는 노즐은 모기주둥이와 비슷한 수준이라고 합니다. 서울대 연구팀의 노즐은 사람머리카락 두께로 100 마이크로미터(0.1mm) 인데 비해, MIT 바늘없는 주사기의 노즐은 모기주둥이 두께인 30마이크 미터로(0.03mm) 입니다. 

특히, MIT의 바늘없는 주사기는 약물을 얼마나 깊은곳에 투여할 지 직접조절을 할 수 있다고 합니다. 즉, 혈관에 약물을 투여할지, 근육에 투여할지, 피부 세포층에 투여할지를 정할 수 있다는 것이죠.

서울대학교에서 개발한 바늘없는 주사기와 MIT에서 개발한 바늘없는 주사기를 표로 다시한번 정리해 보았습니다.

항목	서울대 바늘없는 주사기	MIT 바늘없는 주사기
원리	우주추진 원리	로렌츠의 힘
주사액 주입 속도	150 m/s	314 m/s
약물 노즐 크기	머리카락 두께 100㎛	모기 주둥이 두께 30㎛

아래 영상은 MIT의 바늘없는 주사기와 관련하여 개발한 연구소의 인터뷰 영상 입니다.

그 외에도, 이미 상용화 되어 판매되고 있는 제품도 있었습니다. Med-Jet 이라는 주사기 인데, 이 제품의 경우 Co2 가스를 이용한 방식을 사용하고 있습니다. 아마도 가격 때문에, 아직까지 많이 사용되지 않는 것으로 보입니다. 기술은 이미 우리 가까이 와 있었군요. 이제 빨리 저렴해 져서 많은 분들이 사용할 수 있게 도면 좋겠습니다.