Breaking News

딱정벌레 생식기에 착안한 의료용 카테터 개발돼야


▲ 출처=셔터스톡

딱정벌레의 일종인 청남생이잎벌레(Thistle tortoise beetle)의 수컷 생식기에서 영감을 얻어 새로운 의료기기를 개발할 수 있다는 내용의 연구 결과가 나왔다. 좁은 관에 튜브를 삽입하는 제어기술을 응용해 오줌의 배출을 대신해주는 도뇨 카테터 개발 등에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다. 

카테터(catheter)는 병을 진단하거나 수술을 할 때 인체에 삽입하는 의료용 기구로, 재료나 만드는 방식에 따라 심혈관, 비뇨기과, 위장, 신경 혈관, 안과 등 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 도뇨 카테터는 환자 요로의 중요한 부분에 닿을 수 있도록 매우 얇고 유연한 튜브를 사용한다. 또한 이 튜브는 삽입 과정을 견딜 수 있을 정도로 단단해야 하며, 좌굴(buckling) 문제도 없어야 한다. 얇은 튜브는 쉽게 꺽일 수 있고, 튜브가 꺾이면 더 이상 액체가 관을 통해 흐를 수 없기 때문에 이는 매우 중요하다. 

독일 킬대학교(Kiel University)의 연구진은 청남생이잎벌레 수컷의 생식기에 착안해 의료용 카테터를 만들 수 있다고 제안했는 데, 그 이유는 이 곤충의 생식기 길이가 10밀리미터로, 몸길이에 비해 매우 길기 때문이다. 게다가 이 딱정벌레가 교미할 때 수컷의 생식기가 뒤틀리면서 암컷의 고리모양 생식기를 잘 찾아 들어갈 수 있다고 NPR(미국공영라디오, National Public Radio)은 보도했다. 

그 뿐만이 아니다. 킬대학교 생체역학과 마츠무라 요코에 따르면 청남생이잎벌레 수컷 생식기의 끝 부분은 약간 휘어져있다. 마츠무라 연구진은 수컷의 생식기가 암컷의 생식기를 찾는 과정에서 어느 정도까지 구부러질 수 있는지 유연성을 시험해봤다. 연구진은 얼마나 많이 휘어지는지 살펴보기 위해 수컷의 생식기에 힘을 가해 생식기가 얼마나 단단한지 또는 부드러운지를 수량화했다. 

청남생이잎벌레는 크기가 작은 곤충이라 현미경을 이용한 검사가 실시됐다. 마츠무라는 청남생이잎벌레 수컷의 생식기가 매우 단순해 보일 수 있지만 사실은 상당히 복잡하다고 밝혔다. 연구진은 수컷 생식기의 기저부분은 단단하지만 끝 부분은 훨씬 더 부드럽다는 것을 발견했다. 이 연구의 저자는 생식기의 단단한 정도가 이처럼 다양하기 때문에 수컷의 생식기가 암컷의 휘어진 생식기 안으로 빠르게 삽입돼 좌굴 문제 없이 모양을 변형할 수 있는 것으로 보인다고 설명했다. 이를 감안해 연구진은 현재 사용되는 의료용 카테터와 관련된 이슈, 즉 팁의 위치, 삽입되었을 때 분리, 삽입 부위 감염, 삽입 후 제거의 어려움 등의 문제를 고려해볼 필요가 있다고 밝혔다. 

헬스톡(Health Talk)에 따르면, 도뇨 카테터 사용자들이 직면하는 문제 중 하나는 도뇨 카테터에 염분이 쌓이면서 카테터가 막히는 것이다. 도뇨 카테터는 요도를 통하여 방광에 삽입한 후 앞쪽 끝의 풍선을 팽창시켜 머물게 하였다가 오줌을 배출시키는 기구다. 카테터가 막히면 오줌의 흐름이 방해를 받아 방광이 팽창될 수 있다. 오줌이 방광에서 제대로 배출되지 못하면, 오줌이 새거나 카테터를 우회하여 환자가 고통을 느낄 수 있다. 그러면 요실금이 생길 수도 있고, 오줌이 거꾸로 신장으로 역류할 수도 있다. 이 경우 신장과 혈류가 감염되면서, 신우신염과 패혈증을 유발할 우려가 있다. 헬스톡은 카테터를 장기 사용한 환자 가운데 약 50%가 염분 축적과 카테터 막힘을 경험한 것으로 추산했다. 

마츠무라는 도관 내 좁은 튜브를 정확하게 제어하는 방법을 터득하면 인체에 무해한 카테터를 개발하는 데 도움이 될 수 있다고 강조했다. 카테터는 의료용 소재를 이용해 압출 성형해 만든 얇은 관으로, 체내에 액체나 기체를 주입하거나 배출하는 등 의학 분야에서 다양한 기능으로 쓰이고 있다.  1990년대 초기에 더블린 태생의 월시(Walsh)라는 사람과 스코틀랜드의 유명한 비뇨기과 의사인 노르만 기본(Norman Gibbon)이 오늘날 병원에서 사용하는 표준 카테터를 만들었으며, 이는 두 개발자의 이름을 따서 ‘기본-월시 카테터’(Gibbon-Walsh catheter)라고 불린다. 1940년에는 데이비드 쉐리든(David Sheridan)이 요즘 수술에서도 기도 확장을 위해 쓰이는 일회용 플라스틱 카테터를 발명했다.

심장 카테터는 심장에 얇은 튜브를 넣어 심장의 기능이나 혈행 상태를 알아볼 때 사용된다. 관상동맥조영술(coronary angiography)은 풍선이 달린 얇은 카테터를 심장으로 가는 동맥 혈관에 삽입해 심장의 관상동맥까지 진입시킨 뒤, 카테터에 조영제를 주입하고 X선을 이용해 관상동맥을 촬영하는 방법이다. 관상동맥의 협착 유무와 정도를 직접 파악할 수 있다. 만약 관상동맥이 좁아진 상태라면 협착 부위에 삽입한 풍선을 팽창시켜 관상동맥을 확장할 수도 있다. 


Popular News

Recent News

  • (주)에이플에이디 / 등록번호 : 서울, 아01384 / 등록일자 : 2017-10-18 / 제호 : 메디컬리포트 / 발행인 : 주두철 / 편집인 : 이용준 / 주소 : 서울특별시 금천구 가산디지털1로 168 (가산동, 우림라이온스밸리) C동 707호 / 발행일자 : 2017-10-18 / 전화번호 02-1688-4615 / 청소년보호책임자: 이찬건