속쓰림부터 치질에 이르기까지, 위장 질환은 6000만~7000만 명의 미국인에게 영향을 미친다. 소화관에 관을 집어넣는 내시경 검사나 방사선 노출이 많은 X레이 검사 등 불편한 검사도 질환을 악화시키는 요인 중 하나다.
앞으로 몇 년 안에 더 편안하고 편리한 혁신적인 새로운 옵션이 등장하게 됐다. 알약처럼 삼키면 실시간으로 내장 상태의 데이터를 전송해주는 ‘캡슐내시경’이다.
연구책임자인 칼텍의 아지타 에마비 교수(전기공학 및 의공학)는 “이 기술은 차량공유업체 리프트 (Lyft)나 우버(Uber) 운전자가 이동하는 동안 휴대폰에서 볼 수 있는 GPS라고 생각하면 된다”고 설명했다.
캡슐 내시경 카메라는 이번 연구가 처음은 아니다. 에마비 교수는 “‘무선 운동성 캡슐’은 센서를 사용해 체내 산성도(pH), 온도 및 압력을 측정하지만 1~3일 정도 걸리는 소화관 통과 시간 내내 작동하는 건 아니다“고 말했다. 이러한 낮은 속도는 과민성 대장 증후군(IBS)이나 염증성 장 질환(IBD) 같은 악명 높은 소화기 질환자에 흔히 나타난다.
연구진은 이 기술을 개발하기 위해 자기공명영상(MRI) 기술에서 영감을 얻었다. 자기장은 블루투스 지원 장치를 통해 스마트폰으로 데이터를 전송한다. 평평한 매트처럼 생긴 외자기장 발생기가 전원을 공급하는 장치는 배낭에 넣거나, 침대 밑에 놓거나, 재킷에 부착하거나, 변기에 장착할 수 있을 정도로 작다. 이를 입으로 삼킬 수 있는 캡슐 크기로 줄이되 그 안에 작은 칩이 내장되도록 한 것이다.
이 캡슐형 내시경의 체외 시험과 동물실험 결과 인체에 적용해도 큰 문제가 없다는 것이 이 연구의 핵심이다. 이 제품이 시장에 출시되려면 인간 대상의 임상시험을 포함해 더 많은 테스트가 필요하다. 연구진은 또한 현재 가로 1cm, 세로 2cm 정도 크기인 이 장치를 더 작고 저렴하게 만드는 동시에 위장에 필요한 약물도 공급할 수 있길 원한다. 에마비 교수는 이를 위해서 “몇 년 정도 더 걸릴 것”으로 예상했다.
해당 논문은 다음 링크(https://www.nature.com/articles/s41928-023-00916-0)에서 확인할 수 있다.