장 속 원하는 곳에 약물 '콕'…자성 조종 미니 로봇 개발

외부 자기장으로 체내에서 원하는 위치로 이동해 약물을 전달하는 생분해성 초소형 로봇이 개발됐다.

중국과학원 선전첨단기술연구원과 홍콩과학기술대학교 공동 연구팀은 장 내 특정 부위로 이동해 약물을 방출하는 '가시 밀리볼 로봇'(SMB-bot)을 개발했다. 이 연구 결과는 국제학술지 '사이보그 앤 바이오닉 시스템즈'(Cyborg and Bionic Systems)에 지난 16일 게재됐다.

이 로봇은 지름 약 6.5mm 크기로 일반적인 캡슐에 담아 경구 투여할 수 있다. 로봇 내부는 자성에 반응하는 골격으로, 외부 표면에는 약물이 담긴 미세바늘들이 배열돼 있다.

미세바늘은 위산과 같은 환경에서 약물을 보호하는 껍질과 약물을 저장하는 핵으로 구성된 이중 구조다. 이 덕분에 로봇은 위를 통과하는 동안 약물을 보존하고 장에 도달해서야 방출할 수 있다.

로봇이 장에 도달하면 외부 자기장이 로봇을 목표 지점으로 유도한다. 이후 자기력으로 미세바늘이 장 점막에 삽입되면서 국소적으로 약물이 방출되는 원리다.

연구팀이 돼지를 대상으로 진행한 동물실험에서 인슐린을 탑재한 로봇은 투여 후 약 80분 후에 혈중 인슐린 농도가 최고치에 도달했다. 이는 약물이 지연 방출된 후 지속해서 전달될 수 있음을 시사한다.

다만 이 기술은 아직 초기 전임상 단계에 머물러 있다. 동물실험에서도 내시경을 이용해 로봇을 장 내 목표 지점까지 전달해야 했다. 연구팀은 향후 자율 탐색 기능과 장기적 생체 안전성, 대량 생산 기술 등에 대한 추가 연구가 필요하다고 설명했다.