미세유체 칩 활용해
시너지 검사 시간 단축

[대전=충청일보 이한영기자] 카이스트 기계공학과 전성윤 교수 연구팀이 두 개의 항생제 간 시너지 효과를 8시간 만에 검사할 수 있는 기술을 개발했다. 이번 연구는 항생제 시너지 효과 검사에 최소 24시간 소요돼 활용이 어려웠던 기존 기술을 크게 개선한 결과다.

향후 환자들에게 적절한 항생제 조합 치료를 할 수 있는 기반 기술이 마련됐다는 점에 의의가 크다.
항생제에 매우 높은 저항성을 갖는 '슈퍼박테리아'의 등장은 세계적으로 병원 및 관련 기관에 큰 위협으로 떠오르고 있다.

이러한 항생제 저항성 병원균을 효과적으로 억제하기 위해 두 종류 이상 항생제를 섞어 처리하는 '항생제 조합 치료'가 주목 받고 있지만 종류와 적정한 농도 범위가 큰 영향을 미쳐 정확한 조합을 해야 할뿐 아니라 치료가 항상 효과적이지 않다는 문제점이 있다. 또 기존 검사 방식은 항생제 희석 및 샘플 준비 과정이 불편하고 결과 도출까지 24시간 이상이 걸려 대부분 경험적 치료에 의존하고 있다.

연구팀은 문제 해결을 위해 필요한 샘플 양이 수십 마이크로리터에 불과한 미세유체 칩을 이용했다. 
머리카락 굵기 수준의 좁은 미세채널에서 유체 흐름을 제어할 수 있는 시스템인 미세유체 칩을 통해 두 개 항생제 간 농도조합 121개를 단 35분 만에 자동으로 형성했다.

연구팀은 서로 다른 항균  매커니즘을 가지는 다섯 종류 항생제를 두 개씩 조합, 그람음성 병원성 균주인 녹농균을 대상으로 항생제 조합 효능 검사를 했다. 그 결과 항생제 짝에 따라 각기 다른 항균효과를 확인했으며 검사한 항생제 짝의 시너지 관계를 분류할 수 있었다.
연구팀이 제안하는 미세유체 칩 기반의 검사 방식은 번거로운 희석 과정과 긴 검사 시간으로 인해 불편했던 기존 검사 방식을 크게 개선했다.

연구책임자인 전 교수는 "미세유체 칩은 약물 검사 플랫폼으로써의 발전가능성이 무궁무진하다"며 "개발한 미세유체 칩이 상용화돼 실제 현장에서 항생제 조합 치료를 위해 활용되기를 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 카이스트 EEWS 기후변화연구허브사업과 교육부 이공분야기초연구사업 및 BK21 플러스프로그램의 지원을 받아 수행됐다.