美 '스마트' 인공관절 개발추진

관절부위의 세균 감염 여부를 스스로 진단하고 항생제까지 투약할 수 있는 지능형 인공관절이 머지않아 선보일 전망이다.

미국 대학과 병원, 연구소 직원 등 모두 12명으로 구성된 연구팀은 최근 자체적인 세균감염 진단기능을 갖춘 지능형 인공관절을 설계, 제작하기로 하고 개발에 박차를 가하고 있다.

지능형 인공관절이 개발되면 기존 관절 이식에서 자주 발생하는 세균 감염과 이에 따른 환자당 50만달러의 치료비 지출도 막을 수 있을 것으로 연구진은 기대하고 있다.

'극소전자 기계시스템(MEMS)'으로 불리는 이 장치는 세균에서 나오는 분자 신호를 이용, 관절의 세균 감염을 조기에 감지하고 내장된 마이크로칩이 항생제 방출을 자극해 세균을 박멸한다.

연구팀은 인체내의 생화학작용에 따른 신진대사 에너지를 MEMS의 에너지원으로 활용한다는 계획이다.

연구팀을 이끌고 있는 분자 생물학자 가쓰 에릭은 골다공증으로 고통을 받고 있는 2천만명의 미국인들은 운동이나 식이요법, 투약 등으로 대처할 수 있지만 때때로 관절 이식에 의존할 수 밖에 없다고 말했다.

문제는 관절 이식 과정에서 세균에 감염될 가능성이 크다는 사실이다. 소규모의 세균은 항생제로 비교적 쉽게 퇴치가 가능하지만 세균은 `바이오 필름'으로 알려진 점액성의 방어막을 이용, 증식하는 경향이 있다.

에릭은 "바이오 필름내 세균을 퇴치하기 위해서는 일반 세균보다 1천-1천500배에 이르는 농도의 항생제를 투약해야 한다"며 세균의 조기 감지와 퇴치의 중요성을 강조했다.

그는 "미국내에서 20만명이, 전세계적으로는 40만명이 관절 이식 수술을 받았다"며 관절 이식에 실패한 경우의 2-3%가 세균 때문이라고 주장했다.

그는 관절 이식에 실패한 환자들이 유일한 선택은 이식 부분을 제거하는 것이라며 이는 뼈에 추가 손상을 입히고 연성 조직을 파괴할 뿐 아니라 치명적으로 걸을수도 없는 결과를 초래할 수 있다고 말했다.

그는 MEMS의 개발에는 많은 난관이 있지만 이 장치를 개발할 수 있을 정도로 급속히 기술이 발전하고 있다며 낙관했다. (뉴욕=연합뉴스)