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음식 조금만 먹어도 포만감 주는 장치 나왔다

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음식 조금만 먹어도 포만감 주는 장치 나왔다

2018.12.19 07:00
미국 위스콘신매디슨대 쉬둥 왕 재료과학및공학과 교수(오른쪽)는 위장에 부착하면 배터리 없이 뇌에 전기 신호를 줘 체중을 조절하는 장치를 개발했다. 왕 교수가 장치를 들어 보이고 있다. -샘 밀리언 위버 제공
미국 위스콘신매디슨대 쉬둥 왕 재료과학및공학과 교수(오른쪽)는 위장에 부착하면 배터리 없이 뇌에 전기 신호를 줘 체중을 조절하는 장치를 개발했다. 왕 교수가 장치를 들어 보이고 있다. -샘 밀리언 위버 제공

위 벽에 부착하면 전기 신호로 뇌를 속여 포만감을 느끼게 하는 장치가 개발됐다. 음식을 조금만 먹어도 배가 부른 것처럼 느끼게 해 비만을 막을 획기적인 기술이라는 평가를 받고 있다. 

 

미국 매디슨 위스콘신대 쉬둥 왕 재료과학 및 공학 교수 연구진은 배터리 없이 위의 운동에서 전기를 얻어 뇌에 배가 부르다는 신호를 전달하는 장치를 개발했다고 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스 17일자에 소개했다. 

 

국제질병부담연구(GBC)에 따르면 전 세계 인구의 10%에 가까운 7억1000만명이 비만에 시달리고 있으며 2015년에만 약 400만명이 비만 합병증으로 숨진 것으로 나타났다. 이런 비만을 치료할 때는 식이요법 같은 비수술 방식이 안전하지만 고도 비만 환자는 수술로 치료하는 것이 일반적이다. 위의 크기를 줄여 빨리 포만감을 느끼게 하는 위절제술이나 위에서 소장으로 우회로를 만드는 소장의 처음 부분을 음식물이 지나가지 않게 하는 위 우회술이 대표적이다. 효과는 크지만 원상태로 되돌리기 어렵고 합병증의 위험이 있다.

 

과학자들은 이에 대한 대안으로 신경을 자극해 체중을 감량하는 기법을 개발했다. 전기 신호를 발생시켜 위와 뇌를 연결하는 신경을 자극해 뇌에 배가 부르다는 신호를 주는 방식으로 뇌를 속아 넘어가게 한다. 미국식품의약국(FDA) 승인을 받은 제품도 나왔다. 하지만 기존 장비는 배터리와 전선, 전기 신호 발생장치가 들어가 크기가 크고 배터리를 자주 교체해야 하기 때문에 몸에 이식하기 어렵다는 단점이 있었다.

 

연구진은 위의 연동 운동을 전기 에너지로 전환하는 기술을 개발하고 배터리를 없앴다. 위는 음식물을 밀어내 소장으로 보내기 위해 확장과 수축을 반복하는 연동 운동을 한다. 연구진은 위의 바깥에 두 층의 대전 물질을 달아 위가 수축할 때 두 층이 벌어지고 확장할 때 원상태로 돌아가는 과정에서 전기를 얻는 장치를 설계했다. 여기에서 발생한 전기가 신경을 자극하는데 음식이 들어오면 바로 뇌에 신호를 전달한다.

 

위장에 붙은 두 층의 대전 물질은 위장이 수축하면(ⅰ→ⅲ) 대전된 면이 떨어지며 전압이 발생해 전기를 생성한다. 위장이 다시 확장하면(ⅲ→ⅰ) 다시 대전된 면이 붙는다. -쉬둥 왕 교수 연구진 제공
위장에 붙은 두 층의 대전 물질은 위장이 수축하면(ⅰ→ⅲ) 대전된 면이 떨어지며 전압이 발생해 전기를 생성한다. 위장이 다시 확장하면(ⅲ→ⅰ) 다시 대전된 면이 붙는다. -쉬둥 왕 교수 연구진 제공

배터리가 없어 크기도 줄였다. 연구진이 개발한 장치는 가로 16㎜, 세로 12㎜, 두께 2.5㎜로 손톱보다도 작다. 연구진은 실험용 쥐에 장치를 달아 효과를 관찰했다. 장치를 달지 않은 보통의 쥐는 평균 538g이 나갔지만 장치를 단 쥐는 먹이 섭취량이 줄면서 평균 350g의 몸무게를 유지했다. 약 38%의 체중 감량 효과를 보였다. 장치를 제거하자 쥐는 다시 평소대로 먹기 시작하며 몸무게가 정상 체중으로 돌아왔다.

 

연구진은 쥐보다 큰 동물에도 실험을 해보고 임상까지 적용할 계획이다. 왕 교수는 “배터리 없는 장치는 다른 기술보다 비만을 잡는 데 훨씬 효과적일 것”이라고 말했다.

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