KAIST 바이오및뇌공학과, 우주용 웨어러블 안약 전달 패치 개발
중력이 거의 없어 액체가 아래로 흐르지 않는 우주에서도 눈에 안약을 넣을 수 있는 기술이 개발됐다.
KAIST(카이스트)는 정기훈 바이오 및 뇌공학과 교수 연구팀이 우세준 분당서울대병원 교수 연구팀과 공동으로 우주용 '웨어러블 안약 전달 패치'를 개발했다고 21일 밝혔다. 연구 성과는 국제학술지 '센서스 앤 액추에이터스 B: 케미컬'에 지난 7일 온라인 게재됐다.
우주에 장기간 거주하면 미세중력의 영향으로 신체적 변화가 나타난다. 그중 하나가 눈의 구조와 시각 기능이다. 체액이 머리 쪽으로 쏠려 눈 구조의 균형이 깨지면 시신경이 손상될 수 있다.
시신경 회복을 도울 안약이 필요하지만, 지구에서 사용하는 점안 방식은 안약 방울이 중력에 의해 떨어지는 원리여서 우주에서 사용하기 어렵다.
연구팀은 중력이 거의 없는 환경에서도 눈에 약을 넣을 수 있는 안약 패치를 개발했다. 패치를 착용하고 작동 부위를 누르면 내부에서 발생한 기체의 압력으로 인해 안약이 눈으로 이동한다.
작동 원리는 비타민 C와 베이킹소다의 반응에 있다. 베이킹소다의 주성분인 탄산수소나트륨과 비타민C(아스코르브산)가 물과 만나면 이산화탄소가 발생한다. 이산화탄소는 미세한 통로를 따라 안약을 밖으로 밀어낸다. 중력을 대신할 압력을 패치 내부에 만든 것이다.
화학반응이 일어나는 공간과 안약이 담긴 공간 사이에는 필터를 배치해 반응 물질과 안약이 섞이지 않도록 했다. 외부 펌프나 전기 구동 장치 없이도 사용할 수 있다.
실제 중력 제한 조건에서 진행한 착용 실험 결과, 안약 패치는 일반적인 점안 방식과 유사한 수준의 약물 전달 성능을 보였다.
우주인 뿐 아니라 손 떨림 등 신체적 제약으로 안약 용기를 조작하기 어려운 사람도 안약 패치를 활용할 수 있을 것으로 보인다.
정 교수는 "안약 패치는 별도의 복잡한 장비 없이 약물을 전달할 수 있는 웨어러블 플랫폼"이라며 "우주의학을 비롯해 다양한 환경에서 쓰는 의료 기술로 확장할 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구에는 전재훈 카이스트 바이오및뇌공학과 박사과정 학생이 제1저자로 참여했다.
