쥐의 장속을 원하는대로 움직여…美연구진, 마이크로 로봇 제어 성공

눈에 잘 보이지 않을 만큼 작게 만든 로봇이 체내를 이동해 정확한 부위에 약물을 전달한다. SF 영화에서나 나오던 기술이 현실이 되고 있는 모양이다. 미국 퍼듀대 연구진은 한부에 핀포인트로 약물을 전달하는 극소형의 마이크로 로봇을 개발하고 쥐를 이용한 실험를 진행했다. 그 결과, 이 로봇은 쥐의 장속에서 제어에 따라 정해진 부위까지 약물을 운반하는 데 성공했다.

이들 연구자가 개발한 마이크로 로봇은 머리카락 굵기 몇 가닥 크기밖에 안 되며 배터리도 탑재돼 있지 않다. 이 로봇은 배터리를 싣기에 너무 작아 체외에서 자력을 사용해 무선으로 움직임을 제어한다.

또 체내의 통로는 애체나 물질이 일정 방향으로 흐르고 있어 이 로봇은 그 흐름을 거슬러 나가야 한다. 따라서 이 로봇은 이른바 백플립이라고 부르는 뒤구르기를 하며 이동한다.

연구에 참여한 데이비드 카펠렐리 부교수는 이 로봇이 뒤구르기를 하며 이동하는 모습은 울퉁불퉁한 길을 달리는 자동차 바퀴와 비슷하다고 설명했다.

쥐를 이용한 실험에서는 마이크로 로봇을 생리식염수에 실어 장내에 주입한 것이었다. 이 로봇이 목적지에 도달하면 폴리머 코팅으로 탑재한 약을 환부를 향해 배출한다. 코팅 덕분에 목적지에 도달하기 전에 약물이 열에 녹아 내리는 일은 없다.

참고로 이 치료법은 핀 포인트로 약을 전달함으로써 건강한 세포에 손상을 주지 않는다는 장점이 있다. 경구 투여 약일 경우 여분의 위치에 안 좋은 영향을 줘 부작용이 나타날 수도 있기 때문이다. 그리고 실험 결과, 로봇은 살아있는 쥐의 장내에서 정확하게 기능하는 것으로 확인됐다.

연구진이 공개한 영상은 초음파 장비를 통해 로봇이 이동을 실시간으로 확인한 것이다. 또 폴리머와 금속으로 저렴하게 만들어진 이 로봇은 독성이 없고 생체에 적합한 것으로 확인됐다.

연구진에 따르면 쥐보다 큰 동물이나 사람에게 적용하려면 더 많은 마이크로 로봇을 동시에 투입할 필요가 있다.

카펠레리 교수는 “현재 시점에서는 약물 운반용으로서 활용을 생각하고 있지만, 미래적으로는 세포를 채취하는 등 검사용으로서 취급하는 분야까지도 시야에 넣고 있다”고 말했다.

자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘마이크로머신’(Micromachines) 최신호(9월 17일자)에 실렸다.

사진=퍼듀대

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr