머리카락처럼 얇은 미세유체칩 활용

1928년 영국 미생물학자 알렉산더 플레밍은 우연히 푸름곰팡이가 포도상구균을 죽인다는 사실을 발견했다. 플레밍이 발견한 곰팡이 죽이는 물질 ‘페니실린’은 무서운 전염병을 일으키는 박테리아들에 특효라는 사실이 밝혀지면서 항생제로 만들어져 지금까지 수많은 목숨을 구했다. 그렇지만 항생제의 지나친 남용으로 내성을 가진 ‘슈퍼 박테리아’가 속속 등장하고 있어 보건의료 분야에 심각한 문제가 되고 있다.

슈퍼 박테리아에 대응할 수 있는 슈퍼 항생제가 아직 나오지 않아 두 종류의 항생제를 섞어 처방하는 ‘항생제 조합 치료’가 주목받고 있지만 서로 다른 항생제를 정확히 조합해야 효과를 볼 수 있다.

카이스트 기계공학과 전성윤 교수팀은 미세유체 칩을 이용해 두 개의 항생제 간 시너지 효과를 검사할 수 있는 시간을 기존의 3분의 1로 줄이는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국 왕립학회에서 발행하는 분석화학 분야 국제학술지 ‘랩 온 어 칩’ 최신호에 실렸다.

두 종류 이상의 항생제를 조합해 처방하는 항생제 조합 치료를 위해서는 정확한 조합과 농도 범위를 찾아야 하는데 기존 효과검사 방식으로는 항생제를 희석시키고 샘플을 준비하는 과정이 불편하고 결과를 도출하기까지 24시간 이상이 걸린다는 문제가 있다.

연구팀은 효과 측정을 위한 샘플의 양이 수십 마이크로리터(㎕)에 불과한 머리카락 굵기의 미세유체칩을 이용했다. 이번 기술을 활용하면 두 개의 항생제간 농도조합 121개를 35분만에 자동으로 만들어 낼 수 있고 그 효과를 8시간 내에 확인할 수 있다.

실제로 연구팀은 항생제 농도조합을 35분만에 만들어 내고 효능검사를 실시해 8시간 만에 가장 효과적인 항생제 종류와 배합비율을 찾아내는데 성공했다.

전성윤 교수는 “이번에 개발한 기술은 번거로운 희석과정과 최소 24시간이 걸리는 검사시간으로 인해 불편했던 점을 개선함으로써 앞으로 환자들에게 적절한 항생제 조합 치료를 할 수 있게 도와줄 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr