폐에 있는 병원미생물에 직접 항생제를 보내 병원미생물을 제거하는 의료용 마이크로로봇이 미국 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD) 연구팀에 의해 개발됐고 학술지 '네이처 머티리얼즈'에 발표됐다.

연구팀은 폐로 이동해 약재를 운반하고 폐렴의 원인이 되는 병원 미생물을 제거하는 의료용 마이크로로봇을 개발했다.

조류세포(藻類細胞}로 이뤄진 마이크로로봇은 항생제가 들어있는 나노입자로 덮인 조류세포로 이뤄져 있다. 조류세포 운동에 따라 이동해 직접 폐에 있는 병원 미생물에 항생제를 보내는 구조다.

또 나노입자는 백혈구의 일종인 호중구의 세포막으로 코팅된 생분해성 폴리머로 이뤄져 있다.이 세포막은 세균이나 몸의 면역계가 만들어내는 염증성 분자를 흡수해 중화한다. 즉 마이크로로봇을 보내줌으로써 염증을 억제하고, 폐 감염병에 더 효과적으로 대처할 수 있는 것이다.

연구팀은 마이크로로봇을 이용해 녹농균성 폐렴 쥐를 치료하는 실험을 했다. 기관에 삽입한 튜브를 통해 마이크로로봇을 폐로 보냈더니 일주일 만에 감염병이 완전히 치유됐다.

이 치료를 받은 모든 쥐는 30일 후에도 생존한 반면, 치료를 받지 않은 쥐는 3일 안에 숨졌다.정맥주사의 3,000분의 1인 항생제를 사용한 마이크로로봇 치료는 항생제를 전신으로 확산시키는 것이 아니라, 표적이 되는 영역에 핀포인트로 전달되기 때문에 정맥주사보다 치료 효과가 높다.

마이크로로봇이 쥐에 투여한 항생제는 500 나노그램인 반면, 정맥주사로 비슷한 효과를 얻기 위해 필요한 투여량은 그 3,000배가 넘는 1.644mg이었다.연구논문의 공동저자인 빅터 니젯 캘리포니아대 교수는 "생쥐 실험 데이터에 따르면 마이크로로봇이 항생제 투과성을 높여 병원 미생물을 사멸시키고, 더 많은 환자의 생명을 구할 수 있다"고 기대했다.

마이크로로봇이 체내에서 치료를 마치면 조류세포와 잔존하는 나노입자는 체내 면역세포에 의해 효율적으로 소화된다. 해로운 것은 아무것도 남지 않아 안전하다. 이 연구는 현재 개념실증(PoC) 단계에 있다. 연구팀은 앞으로 마이크로로봇이 면역계와 어떻게 상호작용하는지 기초 연구를 진행할 방침이다.