뇌종양 제거 로봇팔, 귓속 체온계, 골다공증 예방약, 화상 진단 기술 등은 우주 개발 프로젝트에서 비롯돼

국제우주정거장(ISS)의 우주인들이 지구에서 사용할 신약개발을 위해 결정(crystal)을 키우고 있다. 다음은 우주에서 개발된 10대 헬스케어 기술이다. 캐나다에서 개발된 캐나담2(Canadarm2)는 ISS 외부에 부착하는 로봇팔이다. 우주인이 위험한 우주유영을 하지 않아도 되도록 우주정거장 밖에서의 많은 작업에 사용된다. 이 기술에서 자기공명영상(MRI) 스캐너 내에서 뇌종양 제거 같은 정밀 수술을 할 수 있는 뉴로암(neuroArm)이 탄생했다. 우주에선 중력이 약해 눈의 움직임과 동작 인식 방식이 바뀐다. 미소중력(micro-gravity)에서 통상적인 작업 중 우주인의 시선을 파악하기 위해 첨단 시선추적장치가 개발됐다. 눈의 움직임은 레이저 시력교정 수술에서 직면하는 문제다. 우주비행을 위해 개발된 시선추적장치가 지금은 레이저 시력교정 수술에서 레이저 광선을 정확하게 조준하는 데 쓰인다. 일산화질소는 지구와 ISS 양쪽 모두 공기 중 오염물질에서 흔히 발견된다. 천식환자처럼 기도에 염증이 있을 때 날숨에 일산화질소가 증가한다. 유럽우주기구(ESA)는 우주인의 날숨 중 일산화질소를 정확히 측정해 잠재적인 염증을 감지하는 기구를 개발했다. 상태가 더 심각해지기 전에 치료 받을 수 있도록 하기 위해서다. 지금은 이 기술을 이용해 폐의 염증으로 인해 생기는 날숨의 일산화질소 양 변화를 감지한다.

우주에선 중력이 신체에 작용하지 않기 때문에 골다공증을 앓는 노인에게서 나타나는 골량 감소와 비슷하게 우주인의 골밀도가 크게 떨어진다. 매일 규칙적인 운동을 통해 이 같은 골량 감소를 억제시키려 한다. 또한 매주 소량의 비스포스포네이트(bisphosphonate)를 복용한 우주인도 골량 감소가 많이 억제됐다. 고령 인구도 이미 이 같은 의학적 발견의 혜택을 보고 있다. 미 항공우주국(NASA)의 제트추진연구소(Jet Propulsion Laboratory)에서 수십 년 전 행성과 항성의 온도를 측정하는 적외선 기술을 개발했다. 이 기술은 1991년 귓속(in-ear) 체온계로 발전했다. 귓속 체온계는 불과 몇 초 만에 체온을 읽어 병원·수술 나아가 가정에서 사용할 수 있는 이상적인 기기로 자리 잡았다. 과학자들은 우주인의 시력변화 원인으로 두개골 내의 압력과 뇌척수액량의 증가를 지목했다. 항공 의학자들로선 이 같은 압력변화를 쉽게 모니터할 수 있는 방법이 필요했다. 영국의 연구팀이 고막의 변위를 이용해 두개골 내부 압력을 측정할 수 있는 장치를 개발했다. 비 침습적이고 빠르고 어디서든 모니터할 수 있다. 우주에 있으면 신장결석이 생길 위험이 커진다. 우주인의 신장결석은 지구송환을 요할 만큼 심각한 감염과 합병증을 유발할 수 있다. NASA 합동 연구에서 결석을 감지하고 움직인 뒤 분쇄해 통과하기 쉽게 만들 수 있는 영화 스타트렉 스타일의 휴대형 초음파 기기가 개발됐다. 지구의 신장결석 환자들도 이 기술의 혜택을 볼 수 있다.

반투명 다결정 알루미나(Tr anslucent polycrystalline alumina). 다소 발음하기 어려운 이 고강도 반투명 내파손성(shatter resistant) 세라믹은 방위·항공우주용으로 개발됐다. 이 소재를 이용해 반투명 치열 교정기용 고정장치를 치아와 색깔이 비슷하게 만들 수 있다는 아이디어가 나왔다. 시험 제작한 뒤 역사상 가장 성공한 치열교정 제품 중 하나가 됐다. 디지털 신호 처리는 까다로운 편이다. NASA는 아폴로 시대 최적의 달 착륙지를 찾으려 달 이미지를 보강하는 첨단 디지털 신호 처리 기술을 개발했다. 이 같은 신호 처리 기법은 현재 CT와 MRI 스캐너에 널리 사용돼 의사들이 환자의 몸을 절개해 내부를 들여다볼 필요 없이 부상과 암을 발견하도록 한다. 이 기술은 아직도 발전 과정에 있다. 물은 무겁기 때문에 우주인이 지구에서 우주로 가져가는 양을 줄여야 한다. 그들은 ISS의 액체 대부분(자신들의 소변 포함)을 재활용하고 정화하는 방법으로 이 문제를 해결한다. 과학자들은 사용된 투석용액에서 독성 폐기물을 제거하는 기술을 이 여과 시스템의 개발과정에 적용했다. 여기서 계속적인 급수·배수의 연결이 필요 없는 새 투석장치가 탄생했다. 전력이 적게 들고 휴대형이라서 가정에서도 사용할 수 있다는 의미다.

- 닉 캐플란, 앤드류 위너드



[ 필자 닉 캐플란은 영국 노섬브리아대학 근골격계 건강학 교수, 앤드류 위너드는 노섬브리아대학 전임강사다. 이 글은 온라인 매체 더 컨버세이션에 먼저 실렸다.] COPYRIGHT

ⓒ이코노미스트(https://economist.co.kr) '내일을 위한 경제뉴스 이코노미스트' 무단 전재 및 재배포 금지