약은 제시간에 먹지 못하면 약효가 떨어질 수 있다. 특히 질병에 걸린 환자들은 약을 제때 복용하지 않거나 아예 건너뛰면 심각한 상황에 처할 수 있다.
이 때문에 의사들은 환자들이 제때 약을 복용하고 있는지에 신경을 곤두세운다. 하지만 앞으로는 의사들이 이런 걱정을 하지 않아도 되게 됐다. 환자들이 약을 먹은 것을 알려주는 획기적인 스마트 알약이 개발됐기 때문이다.
《네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)》에 이번 주 발표된 연구에 따르면 미국 매사추세츠공대(MIT) 연구진은 환자들의 약을 삼켰을 때 무선으로 알려주는 알약인 ‘사파리(SAFARI, Smart Adherence via FARaday cage And Resorbable Ingestible)’를 개발했다.
사파리에는 인체 외부에서 쉽게 감지할 수 있고 인체에 안전한 신호의 한 종류인 무선 주파수(RF) 안테나가 포함돼 있다. 아연으로 만든 RF 안테나를 셀룰로오스에 내장하고, 이를 말아서 투여할 약물과 함께 캡슐 안에 넣는다. 젤라틴에 셀룰로오스와 몰리브덴 또는 텅스텐을 코팅한 캡슐의 외피는 알약이 위장에 도달해 분해되기 시작할 때까지 RF 신호를 차단한다.
이 알약이 위에 도달해 위산이 보호 코팅을 녹이기 시작하면 약물과 장치가 체내로 방출된다. 그러면 안테나가 외부 수신기에서 RF 신호를 수신하고, 작은 RF 칩을 이용해 알약이 삼켜졌음을 확인하는 신호를 10분 안에 전송한다.
연구진은 “우리는 이 소재들이 매우 우수한 안전성과 환경 친화성을 갖추고 있다는 점을 고려해 선택했다”며 “아연과 셀룰로오스처럼 의학 분야에서 이미 널리 사용되고 있는 안전성이 입증된 재료를 사용해 며칠에 걸쳐 분해되도록 설계됐다”고 설명했다.
연구진은 인간과 소화 시스템이 유사한 암컷 집돼지 다섯 마리를 대상으로 사파리가 제대로 작동하는지 실험했다. 소화가 진행된 후 연구진이 의도한 대로 코팅이 용해되고 장치가 활성화돼 RF 신호가 위장에서 성공적으로 전송됐다. 최장 60cm 떨어진 외부 수신기로 수신될 수 있음이 확인됐다. 환자 주변 수신기에 도달한 복용 정보는 이와 연계된 데이터 시스템을 통해 의사에게도 공유된다.
소화가 진행된 후 약 400x400 마이크로미터 크기의 RF 칩은 생분해되지 않고 소화관을 통해 배출됐다. 나머지 구성 요소들은 모두 위장에서 일주일 안에 분해됐다.
연구진은 “이 알약은 면역억제제를 복용해야 하는 장기 이식 환자나 HIV 또는 결핵과 같은 감염 질환으로 장기간 치료가 필요한 환자를 모니터링하는 데 유용할 수 있다”고 말했다.
