스탠퍼드대, 혈액 속 세균 찾는 바이오프린터 개발 중

(IT뉴스 이새잎 기자) 미국 스탠퍼드대학교(Stanford University) 연구팀이 혈액을 스캔하여 세균의 감염 여부를 식별하는 바이오프린터를 개발 중이다. 혈액에 빛을 쏘아 반사되는 파장을 통해 세균에 감염됐는지, 어떤 세균에 감염됐는지, 인체에 치명적인지 알 수 있다. 

2017년부터 의학 및 공학, 비즈니스 분야 전문가들이 세균성 혈액 감염을 진단하기 위해 모였다. 연구팀이 개발 중인 혈액 속 세균을 찾고 식별하는 기술은 진단을 빠르게 하고 무분별한 항생제의 사용을 줄일 수 있게 한다.

▲ 미국 스탠퍼드대 바이오프린터 연구팀(출처: https://news.stanford.edu)

현재까지는 열이 나거나 오한이 느껴지는 등 환자에게 나타나는 증상을 보고 세균에 감염됐음을 알 수 있었다. 또한 혈액을 통해 세균이 있는지, 어떤 종류의 세균에 감염됐는지 확인하는 데 시간이 오래 걸렸다. 검사하는 동안 인체에 세균이 증식할 수 있다. 바이오프린터는 세균성 감염 질환을 빨리 진단할 수 있게 하며, 항생제가 소용없는 강력한 돌연변이 세균인 ‘슈퍼 박테리아’를 예방하는 데도 효과적이다.

바이오프린터는 혈액에 음향 방출 기술을 적용하여 물방울 형태로 만든다. 그다음 혈액 방울에 레이저를 쏴 반사되는 빛을 분석한다. 그러면 혈액에 무엇이 들어 있는지 색을 보고 판단한다. 혈액 속에 든 단백질의 종류에 따라 반사되는 파장이 미세하게 다르게 나타나는 원리다.

또한 머신러닝 알고리즘(Machine-learning algorithms)을 통해 빛을 분석하여 세균이 있는지 감지하고, 이 세균이 어떤 종류인지, 어떤 항생제에 반응하는지 알아낸다. 

혈액 몇 방울을 스캔하여 세균 감염에 대해 진단하는 데 걸리는 시간은 단 몇 분이다. 사람이 수동으로 혈액에 든 성분을 분석하는 것보다 시간을 줄이며 정확한 결과를 낳는다. 앞으로 혈액뿐 아니라 침, 소변 등 다른 체액으로도 세균의 감염 여부를 검사할 것으로 예상된다. 

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