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공기 중 미세플라스틱 흡입시 변비 질환 유발

장 질환과 미세플라스틱 인과관계 첫 규명 폐 침투한 미세플라스틱, 혈액 타고 대장 이동해 악영향 부산대학교 바이오소재과학과 BK21사업팀 황대연 교수 공동연구팀

공기 중 미세플라스틱 흡입시 변비 질환 유발

미세플라스틱의 악영향에 대해서는 이미 널리 알려져 있지만, 공기 중 미세플라스틱 흡입이 변비 질환으로 이어질 수 있는 가능성이 밝혀져 눈길을 끌고 있다. * 미세플라스틱은 5mm 이하인 고체형태의 인공플라스틱 입자로, 치약, 화장품 등에 사용되는 1차 플라스틱과 페트병이나 비닐봉지 등 큰 플라스틱이 분해돼 생성되는 2차 플라스틱으로 분류되며, 인체에 다양한 손상을 유발하는 것으로 보고되고 있음. 부산대학교(총장 최재원)는 바이오소재과학과 BK21사업팀(실버질환맞춤형 바이오소재 활용플랫폼혁신 인력양성팀)의 황대연 교수 연구팀이 캐나다 토론토대학교 윤우빈 박사, 인제대학교 장미란 교수와의 공동연구를 통해 공기 중 미세플라스틱의 흡입이 성인의 변비질환을 유발할 수 있음을 처음 규명했다고 밝혔다. ▲ 황 대연 교수 이번 연구에서 연구팀은 흔히 일회용 컵, 포장재 등에 사용되는 폴리스틸렌(Polystyrene) 재질의 미세플라스틱을 공기 중에 분사해 실험동물에게 흡입시킨 후 폐조직에 침투된 미세플라스틱이 혈액을 통해 대장으로 이동해 만성변비질환을 유도함을 규명했다. 대장으로 이동한 미세플라스틱은 배변의 지연, 장운동의 억제, 뮤신(점액의 주성분) 분비 저해, 대장 체액운반시스템 이상, 장신경계 기능 저하 등 변비질환의 주요증상을 유발했고, 대장 조직의 심각한 구조변화를 유도했다. 이러한 변비증상들은 미세플라스틱을 직접 꼬리정맥으로 투여한 마우스에서도 동일하게 관찰됨을 확인함으로써 증명했다. 인간이 매주 신용카드 한 장 분량(5g)에 해당하는 미세플라스틱을 섭취한다는 세계자연기금(WWF)의 보고 이후 미세플라스틱은 최근까지 많은 관심을 받고 있다. 이러한 미세플라스틱들은 인간의 체내로 음식 섭취, 공기 흡입 등 다양한 경로로 흡수돼 혈류를 통해 전신으로 이동해 산화적 스트레스, 염증 유발, 생식 독성 등 다양한 장기 손상을 유발한다. 하지만 그동안 대부분의 연구는 음식물을 통해 섭취된 미세플라스틱의 영향에 집중돼 있었으며, 공기로부터 흡입된 미세플라스틱에 대한 영향 연구는 매우 적었다. 흡입에 대한 연구들도 1차적으로 침적되는 폐조직에만 집중돼 있고 혈액을 통해 이동해 2차적으로 다른 장기에 미치는 손상, 특히, 한국 성인의 16.5%나 차지하는 변비질환의 원인인 소화기 장기에 대한 연구는 거의 없었다. 따라서, 이번 연구결과는 혈액을 통해 운반된 미세플라스틱이 2차적으로 이동하는 소화기 장기에 미치는 영향에 대한 연구의 필요성을 제시하고 있으며, 특히 변비질환의 새로운 원인으로서 미세플라스틱의 가능성에 대한 과학적 근거를 제공함으로써 변비 치료에 대한 전략 수립에도 중요하게 기여할 것으로 기대된다. 부산대 바이오소재과학과(BK21사업팀) 황대연 교수는 “이번 연구는 산업사회의 발전에 따라 급속히 증가하고 있는 대기 중 미세플라스틱의 양과 최근 환자 수가 가파르게 상승하고 있는 소화기 질병의 밀접한 연관성에 대한 과학적 근거를 제공하는 중요한 결과로 생각된다”고 말했다. 이번 연구결과는 환경과학 분야의 저명 국제전문학술지인 『사이언스 오브 토털 인바이런먼트(Science of the Total Environment)』 10월 31일자에 ‘Action mechanism as a cause of chronic constipation of inhaled and intravenously injected polystyrene nanoplastics in ICR mice(흡입되고 정맥주사된 폴리스틸렌 나노플라스틱이 ICR 마우스에서 만성변비질환의 원인으로서 작용기전)’이라는 제목으로 게재됐다. 이 연구는 한국연구재단의 BK21사업(실버질환맞춤형 바이오소재 활용플랫폼혁신 인력양성팀)과 석사과정생 연구장려금지원사업의 지원을 받아 수행됐다. (그림1) 공기 중 흡입된 미세플라스틱이 실험동물의 폐를 통해 흡입돼 대장에서 변비질환을 유발하는 모식도

소아천식환자, 반려동물 알레르기 없어도 키우면 천식 악화

반려동물 키울 경우, 기도염증 심해지고, 천식의 중증도에 영향 알레르기 천식 환자의 경우, 반려동물 키움에 주의 필요  질병관리청(청장 임승관) 국립보건연구원(원장 직무대리 김원호), 연구진(서울아산병원 유진호교수)

소아천식환자, 반려동물 알레르기 없어도 키우면 천식 악화

질병관리청(청장 임승관) 국립보건연구원(원장 직무대리 김원호)은 소아천식코호트(KAS)*를 활용한 다기관 연구에서, ‘반려동물 알레르기가 없는 알레르기 천식환자가 반려동물을 키울 경우, 기도 염증과 중증도가 증가하는 경향’을 확인하였다고 밝혔다. 이번 연구는 최근 반려동물 보유 가정이 빠르게 늘어나는 사회적 변화를 고려하여, 소아천식 환자의 일상적 노출 환경이 질병 경과에 미치는 영향을 다각도로 살피기 위해 수행되었다. ▲서울아산병원 소아청소년과 유진호 교수 연구진(서울아산병원 유진호교수)은 5–15세 소아천식 환자 975명의 반려동물 보유 여부, 알레르기 감작 상태, 폐기능, 호기산화질소와 같은 기도염증 지표, 최근 12개월 입원력, 천식 중증도 등을 체계적으로 분석하였다. 아울러 연구 시작 시점으로부터 6개월, 12개월 후까지의 추적 자료를 활용해 노출과 반응 관계를 시간 경과에 따라 관찰하였다. 그 결과, 알레르기 소아천식 환자 중에서 반려동물을 키우는 경우 키우지 않는 경우보다 기도 염증이 심했고, 이 영향은 추적 6개월까지도 지속되었다. 또한, 최근 12개월 동안의 입원 경험이 더 잦았으며, 폐기능은 낮은 양상을 보였다. 한편, 반려동물 알레르기 유무와 상관없이 반려동물을 키우는 경우에 기도 염증이 더 심하게 나타났다(그림 1 참고). 알레르기 소아천식 환자 중에서 반려동물을 키우는 경우 키우지 않는 경우보다 천식이 더 심했을 뿐 아니라, 반려동물 알레르기 유무와 상관없이 반려동물을 키우는 경우 천식이 더 심해지는 경향을 보였다. 이는 반려동물 알레르기 검사에서 음성이라 하더라도, 실제 생활환경에서의 반려동물 노출 자체가 알레르기 소아천식 환자의 기도 염증을 증가시켜 질병의 관리가 어려울 수 있음을 시사한다(그림 2 참고). 시간에 따른 변화에서는 6개월 추적 시점에서도 반려동물 보유군의 기도염증 상승은 지속되었고, 12개월 시점에서는 그룹 간 차이가 다소 줄어드는 양상을 보였다. 이는 계절성, 생활습관 변화, 치료 조절, 노출량의 변화 등 다양한 요인이 복합적으로 작용했을 가능성이 있어, 보다 정밀한 노출평가와 장기 추적이 필요하다. 이번 연구는 임상 현장에서 흔히 맞닥뜨리는 ‘검사는 음성인데 왜 증상이 악화될까’라는 의문에 대해, ‘반려동물 알레르기가 없어도 반려동물 노출이 염증 반응과 임상 중증도에 영향을 줄 수 있다’는 점을 대규모 다기관 자료로 뒷받침했다는 측면에서 의의가 크다. 특히, 알레르기 소아천식의 경우, 알레르기성 염증과 기도 과민성의 연관성이 강하기 때문에, 반려동물의 털, 타액, 분변 등 다양한 구성의 환경 항원과 미세입자·미생물군 노출이 복합적으로 작용하여 기도 염증을 증폭시킬 수 있다. 본 연구결과는 알레르기질환 분야 상위 국제 학술지(Allergy Asthma & Immunology Research)에 게재(5.1) 되었다. 김원호 국립보건연구원장은 “기존에는 반려동물 알레르기가 있는 환자에게만 반려동물을 키우는 것을 피하도록 권유되어 왔으나, 반려동물 알레르기가 없더라도 반려동물을 키울 경우 알레르기천식환자의 기도염증이 심해지고 천식이 악화될 수 있으므로 주의가 필요하다”라고 밝혔다. 그림 1 <반려동물 유무와 기도염증> 그림 2 <반려동물 유무와 천식의 중증도 >

주사도, 방사선도 없이 인체 속 혈관을 3D로 본다!

인체 속 깊은 혈관을 실시간 3D 초음파로 선명하게 구현 조영제 주사 없이 7cm 깊이 혈관까지 입체 영상화, 더 안전하고 정밀한 진단 기술 기대 DGIST 유재석-김회준-이상훈 교수팀

주사도, 방사선도 없이 인체 속 혈관을 3D로 본다!

DGIST(총장 이건우)는 로봇 및 기계전자공학과 유재석·김회준·이상훈 교수 공동 연구팀이 조영제를 사용하지 않고도 인체 속 깊은 곳의 혈관을 3차원으로 선명하게 시각화할 수 있는 초음파 영상 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 기술은 방사선 노출이나 조영제 주사 없이도 정밀한 3D 혈류 영상을 구현할 수 있어, 의료 영상의 안전성과 접근성을 획기적으로 높일 수 있을 것으로 기대된다. 일반 초음파 검사는 대부분 2차원 단면 영상으로, 장기나 혈관의 전체 형태를 보기 어렵다. 인체 내부 혈관을 입체적으로 보려면 조영제 주입이나 CT·MRI 같은 대형 장비가 필요하지만, 조영제는 신장 손상·알레르기 등 부작용 위험이 있고 검사 비용과 방사선 노출 부담도 크다. 이러한 이유로 안전하고 간편한 3D 초음파 기술에 대한 수요가 높았다. ▲(왼쪽부터) DGIST 이상훈·유재석 교수, Nizar Guezzi 박사과정생, 김회준 교수 기존 3D 초음파 기술은 수천 개의 송수신 채널을 사용하는 복잡한 센서 구조로 인해 장비가 크고 고가라는 한계가 있었다. DGIST 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 채널 수를 획기적으로 줄인 ‘행-열 방식 배열(Row-Column Addressed Array, RCA)’ 구조를 도입했다. RCA 방식은 하드웨어를 단순화할 수 있지만 신호 감도와 영상 품질이 낮아지는 단점이 있었다. 이에 연구팀은 여러 각도에서 영상을 합성하는 평면파 기법을 정밀하게 최적화하고, 신호를 암호화해 세기를 높이는 ‘코드화 여기(Coded Excitation)’ 기술을 결합해 이러한 한계를 극복했다. 이를 통해 조영제 없이도 피부 아래 약 7cm 깊이의 혈관을 고해상도로 영상화하는 데 성공했다. 연구팀은 건강한 성인의 간과 비장을 대상으로 생체 내 실험을 진행해 초당 27프레임의 속도로 혈류의 움직임을 실시간 포착했고, 기존 대비 대조도-잡음비(CNR)가 약 9~10dB 향상되는 성과를 얻었다. 또한 미국 FDA 및 IEC 기준에 따른 안전성 검증에서도 장시간 촬영 시 프로브 과열 없이 안정적인 에너지 수준을 유지함을 확인했다. 유재석 교수는 “이번 연구는 복잡한 장비나 조영제 없이 인체 깊은 곳의 혈관을 3차원으로 관찰할 수 있음을 입증한 중요한 성과”라며 “심부 장기 질환의 비침습적 진단과 모니터링에 즉시 적용할 수 있고, DGIST의 융합 연구를 통해 실제 임상에서 활용할 수 있는 의료기기로 발전시키겠다”고 밝혔다. 이번 연구는 한국연구재단(NRF) 과학기술정보통신부 및 교육부에서 지원하는 우수신진연구와 글로컬랩, 그리고 DGIST R&D Program의 지원을 받아 수행되었으며, 의료 초음파 분야의 세계적 학술지 『Ultrasonics』에 9월 17일 온라인 게재되었다. [그림 1] 제안한 3D 초음파 기법의 결과 [그림 2] 인체 간 영상에서의 생체 내 성능

복합 심장판막 최소침습수술 우수성 확인

정중흉골절개술 대비 뛰어난 성공률과 빠른 회복 보여 표준 치료 가능성 제시 수술 성공률 00% 합병증 발생없었고, 환자 대부분 4~5일 만에 퇴원해 빠른 회복 보였다 분당서울대병원 심장혈관흉부외과 제형곤 교수팀

복합 심장판막 최소침습수술 우수성 확인

복합 심장판막 질환 치료에 최소침습수술이 기존 정중흉골절개술보다 안전성 및 회복 속도 면에서 우수하다는 결과가 나왔다. 분당서울대병원 심장혈관흉부외과 제형곤 교수팀이 최근 개최된 ‘제57차 대한심장혈관흉부외과학회 추계학술대회’에서 ‘대동맥 판막을 포함한 복합판막 최소침습수술의 중기 성적’을 발표했다. 분석 결과, 최소침습수술이 뛰어난 성공률과 빠른 회복을 보여 복잡한 판막수술에서도 표준 치료로 자리 잡을 가능성을 제시했다. ▲ 제 형곤 교수 심장판막 질환은 심장판막 조직이 손상돼 혈액의 흐름에 문제가 생기는 질환이다. 특히 복합 심장판막 질환은 여러 판막에 동시에 문제가 발생하는 경우로, 수술이 복잡해 전통적으로 정중흉골절개술을 시행해왔다. 정중흉골절개술은 심장에 쉽게 접근하기 위해 가슴 가운데 있는 흉골을 절개하는 수술법이다. 최소침습 심장수술은 갈비뼈 사이에 작은 절개를 내어 수술하는 방식으로, 흉터가 작고 통증이 적으며 회복이 빠르다는 장점이 있다. 그러나 미국흉부외과학회(AATS) 통계에 따르면 전체 심장판막 수술 중 최소침습수술로 시행하는 비율은 10~20%에 불과하며, 특히 복합판막 수술에는 적용이 제한적이었다. 분당서울대병원 심장혈관센터의 심장판막 수술팀은 지난 20여 년간 2,000건 이상의 심장판막 수술을 최소침습수술로 시행하며, 국내 최소침습 심장수술을 선도해 왔다. 단일 판막질환 수술의 90% 이상을 최소침습수술로 시행하고 있으며, 복잡한 복합 심장판막 질환에도 적극적으로 적용하고 있다. 제형곤 교수팀은 2015년 5월부터 2025년 5월까지 복합 심장판막 질환 환자 203명 중 정중흉골절개술을 시행한 173명과 최소침습수술을 시행한 30명의 수술 결과를 비교 분석했다. 수술 성공률이 약 97%이었던 정중흉골절개술군과 비교해, 최소침습수술군의 수술 성공률은 100%로, 뇌졸중, 신부전 등 주요 합병증과 심장보조장치 사용 사례 또한 발생하지 않아 우수한 안정성을 보여줬다. 회복 속도에서도 뚜렷한 차이를 보였다. 수술 직후 인공호흡기를 제거하는 조기 발관 프로그램과 빠른 보행 및 퇴원 시스템을 운영한 결과, 93.3%의 환자가 수술 후 2일 이내에 중환자실을 퇴원했고, 96.7%의 환자가 10일 이내에 퇴원한 것으로 나타났다. 최소침습수술을 받은 환자 대부분이 4~5일 만에 퇴원해 정중흉골절개술 받은 환자(8~9일)보다 훨씬 빠른 회복을 보였다. 심장혈관흉부외과 제형곤 교수는 “분당서울대병원 심장혈관센터는 로봇수술, 최소침습 승모판·대동맥판·삼첨판막 수술 등 모든 심장판막 수술에서 최소침습수술을 가장 적극적으로 수행하고 있다”며 “이는 단순히 절개를 줄이는 수술법을 넘어, 환자의 안전을 최우선으로 빠르고 효율적인 회복을 도와주는 종합적인 의학적 노력의 결과”라고 설명했다. 분당서울대병원 심장혈관센터는 심장혈관흉부외과·순환기내과·마취통증의학과·영상의학과·중환자진료부 등 심장수술과 관련된 진료과가 모여 ‘작은 상처로, 덜 아프고, 빠른 회복’을 목표로 통합진료 시스템(Heart Team)을 운영하고 있다.



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국내 최초 타액 기반 우울증 진단 보조 소프트웨어 의료기기 선보여
정신건강 디지털 헬스케어 전문기업 마인즈에이아이(대표 석정호)가 국내 최초로 타액 내 호르몬을 활용한 우울증 진단 보조 소프트웨어 의료기기 ‘마인즈내비(Minds.NAVI)’의 식품의약품안전처(식약처) 허가를 획득했다고 밝혔다. ‘마인즈내비’는 사용자의 자가보고식 심리 설문 평가와 함께, 타액 내 Cortisol(코르티솔) 및 DHEA(디하이드로에피안드로스테론) 농도 분석을 결합하여 우울증 진단을 보조하는 소프트웨어 기반 의료기기다. 이는 생물학적 지표를 활용한 우울증 진단 보조 기기로는 국내 최초이자, 세계적으로도 상용화된 사례가 없는 혁신적인 시도다. 마인즈에이아이는 연세대학교 강남세브란스병원 정신건강의학과 석정호 교수가 설립한 기업으로, 기존의 심리학적 평가 도구를 재구성한 ‘PROVE Battery’를 기반으로 ‘마인즈내비’를 개발했다. 이 소프트웨어는 사용자가 심리 설문을 완료한 후, 정해진 시간에 타액을 채취해 진단 기관으로 보내면 알고리즘이 이를 분석해 우울증 여부를 보조 진단하는 방식으로 작동한다. 특히, 123명의 피험자를 대상으로 진행된 확증 임상시험에서 ‘마인즈내비’는 민감도 97.22%, 특이도 95.24%라는 높은 진단 정확도를 기록하

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