일본산업뉴스요약

우주여행 시대, 안심할 수 있는 의료
3D프린터로 소형 마취기, 지구에서 부품데이터 송신

미국의 우주개발 벤처 기업인 스페이스X가 발사 실적이 축적되고, 경쟁이 활발해지면서 우주 여행에 대한 현실감도 서서히 높아지고 있다. 장기 우주 체재에 대비하여 의료체제를 정비하는 대처도 본격화되고 있다. 한 예로서 3D프린터로 인쇄한 부품을 조립하여 만드는 소형 마취기의 개발이 주목을 받고 있다.

우주 스테이션에서 3D프린터에 의한 제조 수탁을 전개하는 미국의 벤처기업 메이드인스페이스와 일본의 STONY(이와테 현)는 우주에서 사용할 수 있는 초소형 흡입 마취기의 개발을 추진하고 있다.

조립식 수지 밸브를, 약제가 포함된 기체가 들어간 펌프와 튜브에 연결하여 입에 문 튜브를 통해 폐로 보낸다. 투입량은 컴퓨터로 관리한다. 우선은 2018년 중에 지구에서 임상 시험을 시작할 계획이다.

우주선에는 약사 심사를 통과한 의료기기만을 실을 수 있지만, 데이터를 전송하여 우주에서 제조하는 것에 한해서는 규제 대상 외로 취급하여 개발을 빠르게 추진한다.

이미 본체 부품은 설계 데이터를 국제우주스테이션(ISS)에 송신하여 메이드인스페이스가 인쇄하는 실험에 성공하였다. 17년 1월에 송신에 성공. 그 후에 페기 윗슨 비행사가 10초 동안 호흡보조기구의 부품을 조립하였다. 7cm정도의 원추형으로 무게는 27g. 초저중력 환경에서도 문제 없이 조립할 수 있었다.

이것이 우주에서 처음으로 조립된 복잡한 의료기기라고 한다. 수지 밸브는 필요량이 폐로 보내져 팽창하면 압력으로 밸브가 열려 여분의 마취약은 밖으로 배출된다.

약제를 흘려 보내는 밸브의 적절한 개폐의 열쇠가 되는 것은 수지의 용수철이다. 3D프린터로 그대로 인쇄하면 움직임의 폭이 작아 사용할 수 없었다. 그래서 우선은 회오리 모양의 홈을 만든 토대를 인쇄. 용수철의 소재가 되는 수지 와이어를 홈을 따라 감은 상태로 토대째로 ISS의 식품가열기에 넣어서 용수철 성형에 성공하였다.

무중력 환경에서도 주사기에서 주입한 마취 약제가 공기와 충분히 섞이는 것도 수십초 동안의 초저중력 상태를 만들어 낼 수 있는 ‘Parabolic 비행’의 비행기 안에서 실증을 끝냈다.

우주에서 귀중한 마취 가스를 재이용할 수 있도록 소형 마취기 개발을 발안한 STONY의 이시키타(石北) 대표는 마취 가스를 회수∙분리하는 기기의 시작(試作)을 곧 시작할 계획이다. 이시키타 씨는 “NASAS나 스페이스X에 판매하고 싶다”라고 말한다.

스페이스 셔틀 시대에 우주비행사의 진찰을 담당한 존 클라크 박사는 “기압 변화나 스트레스 등으로 인해, NASA가 선택한 비행사가 전혀 건강하지 않다는 문제가 발생할 가능성이 있다”라고 지적. 폐쇄 공간에서는 높은 스트레스를 받을 수 있고, 기왕력 등으로 탑승할 수 없도록 할 가능성이 높다. 그래도 패닉이나 발작 위험은 남는다.

지구에서 멀리 떨어지는 비행의 경우 수십분의 통신 지연이 발생한다. 현장의 판단으로 가능한 최저한의 의료를 정비할 필요가 있다. 유인 우주 탐사나 비행에 대한 꿈은 부풀고 있지만, 장기에 걸친 여행 준비는 아직 충분하다고는 할 수 없다.

그리고 우주선은 탑승 공간이 한정되어 있어 의사가 항상 동승하는 것은 비현실적이다. 의료 훈련을 받은 탑승원에 의한 치료를 모색하지 않을 수 없다. 마취가 있다면 우주에서의 장기 비행에서 충치, 맹장 등의 치료 선택지가 늘어난다.

긴장이나 스트레스로 패닉을 일으키거나 경련 발작이 일어났을 경우, 뇌의 신경세포를 보호하기 위해 좁은 공간에서 사용하기 어려운 좌약 이외의 경량∙소형의 마취기의 활용이 중요한 선택지도 된다.

▶장기체재에서 앞서고 있는 러시아
7명이 연속 300일 이상 경험

화성 등 왕복 기간이 수년 단위에 이르는 비행의 경우는 스트레스를 경감하기 위한 거주 환경의 향상 등 새로운 아이디어가 필요하다. 이 분야에서 세계 유일의 대학원을 보유한 미국 휴스턴대학 우주건축학과의 올가 바노바 교수는 “우주개발에서도 서비스 산업으로서의 측면에 드디어 주목하기 시작했다. 우주공학이 심리학이나 사회학 등과 융합된다”라고 말한다.

우주에서의 장기 체재 경험을 가장 많은 축적하고 있는 나라는 러시아다. 구 소련 시대를 포함하면 최장 연속 437일, 연속 300일 이상은 7명이 체재한 데이터를 보유하고 있다.

역대 3위의 누계 800일 이상의 체재 경험을 갖고 있는 세르게이 크리칼레프 비행사는 “경험이 축적되는 수주일 동안의 단기간 여행의 경우는 심각한 영향은 거의 없다. 최근의 장기 체재는 미지의 질환 등 의외의 결과가 나오는 일은 줄고 있다. 그러나 연 단위의 장기 비행의 경우는 우주선의 영향을 연구할 필요가 있다”라고 말한다.

77세의 최고령에 비행을 경험한 미국의 존 글렌 비행사의 경우, 골밀도 저하나 심박수 등에서 고령에 의한 특별한 악화는 없었다. 한편, 장기 체재한 미국의 비행사는 시력의 저하가 지적되고 있다.

우주선에 장기간 노출되었던 쥐에게는 뇌가 붓거나 중추신경계의 이상이 확인되었다. 방호 효과가 있는 지구의 자기권을 통과하여 멀리 비행할 때의 영향 등 연구성과는 많다.

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