Implantable batteryless device for on-demand and pulsatile insulin administration
최영빈 교수(의공학교실)
현재 1형 당뇨나 혈당 수치가 잘 조절되지 않는 2형 당뇨의 치료에 있어서 가장 일반적인 치료 방법은 인슐린 주사 투여 방법이다. 하지만 이는 하루에 2-5번의 주사 투여가 요구되기 때문에 치료 중에 환자가 많은 고통과 불편함을 감수해야 한다. 그리하여, 단 한번의 이식으로 장기간 인슐린 주입이 가능한 이식형 펌프들이 각광을 받고 있으나 현재 대부분 펌프들은 내부에 배터리가 포함되어 있어, 디바이스 전체 크기가 다소 크고 특히 배터리 수명이 다하면 교체를 위한 재수술이 필연적이라는 제약점을 가지고 있다.
이를 해결하기 위해 서울대학교 의과대학 의공학교실 최영빈 교수 연구팀 (이승호 연구원) 은 ‘무(無)전원’ 으로 구동할 수 있는 이식형 인슐린 주입 펌프를 개발했다. 개발된 펌프는 이식된 부위의 피부 위에서 주사 바늘 대신 자석을 접촉하는 것 만으로 통증 없이 원할 때마다 인슐린 주입량을 정확하게 조절 할 수 있다. 특히, 체내에 이식되는 펌프의 내부에 배터리가 없다는 점에서 펌프의 교체를 위한 재수술이 필요 없다는 점에서 큰 의미가 있다. 연구진은 해당 펌프를 당뇨병이 유도된 동물에 이식한 결과, 혈중 인슐린과 혈당의 조절 정도가 기존 인슐린 주사 방법으로 처치한 동물과 거의 같은 수준으로 유지된다는 것을 증명 하였다.
이 연구결과 (Implantable batteryless device for on-demand and pulsatile insulin administration) 는 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)’에 4월 13일자 온라인 논문으로 게재되었으며, 서울대학교 의과대학 내과학과 조영민 교수와 서울대학교병원 병리학과 이철 교수가 공동연구자로 참여하였다.
a) 무전원 기반 구동의 이식형 인슐린 펌프 모식도 b) 펌프를 구동하기 위해 제작된 자석이 구성된 펜타입 디바이스와 이식형 인슐린 펌프 (MDP) 의 실제 이미지 c) 이식형 인슐린 펌프의 구동 원리. 평소에는 plunger와 barrel 이 반대 극의 자석에 의해 붙어 있음. ① 외부에서 더 강한 자석을 가까이 가져오게 되면 ② plunger 가 위로 이동하면서 ③ 인슐린을 barrel 내부로 빨아드리게 되고 ④ 자석을 다시 멀리하게 되면 ⑤ plunger가 barrel 과 다시 붙으면서 아래로 이동하여 인슐린을 밀어내게 되며 ⑥ 인슐린이 펌프 바깥으로 방출되게 됨.
www.nature.com/articles/ncomms15032
