◎KIST 안규홍 박사팀 특허출원/생물분리막 이용 1개공정으로 처리/컴퓨터로 자동화… 비용 기존의 6분의 1 목욕탕이나 세면장 등에서 쓰고난 허드렛물을 정수해 화장실용수나 청소·정원용수등으로 재활용할 수 있도록 하는 첨단수처리기술이 국내 처음으로 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST) 환경연구센터 안규홍 박사팀은 29일 삼성건설(주)·(주)대우·금호엔지니어링과 공동으로 8억원의 연구비를 투입,3년간의 연구끝에 차세대 수처리기술인 「막분리기술을 이용한 중수도 생산시스템」을 개발했다고 밝혔다. 「막분리기술을 이용한 중수도생산시스템」이란 기존의 수처리시스템이 생물학적 처리조·침전조·모래여과·활성탄접촉조등의 여러 과정을 거치는 것과는 달리 생물분리막을 이용한 하나의 공정으로 이 모든 과정을 해결한 시스템이다. 즉 이 공정은 허드렛물을 반응조에 유입시켜 산소를 추가하면서 자연적으로 미생물반응을 일으키게 한 뒤 반응조 상단에 설치된 유기고분자물질막으로 응집물을 제거함으로써 여과처리과정을 모두 마치는 간단한 과정을 갖고 있다. 따라서 하수처리시설을 설치하는 공간과 처리과정에서 발생하는 슬러지(찌꺼기)양을 획기적으로 줄일 수 있고 컴퓨터 온라인시스템에 의한 자동화운전으로 무인운전도 가능해 설치비와 유지관리비를 크게 줄일 수 있다.또 처리용량별로 달리 설계되고 시공되던 기존 처리장과는 달리 처리용량별로 시스템의 모델화가 가능하기 때문에 실제처리장에 적용될 경우 설계와 시공이 훨씬 간편해 공기도 대폭 줄일 수 있는 특징이 있다. 안박사는 『연구결과 기존의 일반시스템보다 소요부지는 20분의 1이하,슬러지발생량은 2백분의 1이하로 줄일 수 있는 것으로 밝혀졌다』고 말하고 앞으로 막의 수명을 연장시키고 대량생산을 할 경우 현재 t당 2백50∼4백원 소요되는 기존의 수처리비용을 1백원대로,1천t규모 수치리시설 공사비를 6억원대서 1억원대로 대폭 낮출 수 있을 것으로 내다봤다. 정수처리된 중수는 탁도 1이하,생물학적 산소요구량(BOD) 5ppm이하(3급상수원수)의 수질을 갖고 있어 고속철도나 지하철등의 세척수,또는 조경용수,소방요수,대형빌딩 화장실의 세척용수,공단의 산업용수등으로 재활용이 가능하다.또 수도법은 지난 3월 이후 하루 5백t이상의 수돗물을 사용하는 신축 업무용빌딩과 관광호텔 목욕탕,3백가구이상의 아파트단지,하루 1천t이상의 수돗물을 사용하는 공장에 하수처리시설을 의무화하고 있어 새 기술은 국내에서 계절별·지역별로 자주 발생하는 물부족현상의 해소는 물론 저렴한 하수처리시설 보급에도 크게 기여할 수 있을 것으로 예상된다. 현재 이 시스템은 중수도시설이 있는 롯데월드에서 운전시험을 하고 있으며 서울 중랑천하수처리장에도 50∼1백t규모의 중수생산설비를 만들고 있다. 한편 연구팀은 이번 개발과 관련,국내 특허 2건을 출원했으며 국제특허도 출원중이다.

◎KIST 「의과학연구센터」설립 계기로 알아보면/심장·심폐분야 국제적 명성… 간은 “초보”/뼈·관절·판막 등 50여종 인체 대체 가능 의학자와 과학기술자가 공조를 이뤄 인공장기·생체재료·인공측정기술등의 개발연구를 전담할 의과학 연구센터가 국내 처음으로 7일 문을 연다. 이 연구센터는 한국과학기술연구원(KIST)이 인공장기등의 개발엔 의학 뿐만 아니라 자연과학,공학을 포괄한 종합적 연구가 필요하다고 판단,복지과학연구 측면에서 설립한 것이다. 인공장기및 생체재료에 대한 연구는 아직 세계적으로 초보 단계에 머물러 있으나 일단 개발만 하면 엄청난 수요와 고부가가치가 예상돼 선진국에선 21세기 3대 유망산업중 하나로 꼽는 분야다. 의과학센터 개설 계기로 의료복지 분야의 핵심기술인 인공장기의 국내외 연구·개발 현황을 알아본다. 현재 인공장기나 생체조직을 이용해 인체부위를 대체할 수 있는 장기는 50여종.이 가운데 인공뼈·인공관절·인공혈관·인공손·인공판막·심장박동기·인공심폐등은 실용화 됐고 인공심장·인공혈액·인공눈·인공간등은 실험연구가 진행 중이다.전문가들은 뇌와 중추신경을 빼고는 거의 모든 장기가 최소한 20년안에 인공물질로 바뀌어질 수 있을 것으로 전망한다. ▲인공심장=57년 미국 클리브랜드 클리닉에서 처음 만들어졌으나 첫 체내이식은 82년에야 이뤄졌다.체내이식 최장 기록은 6백20일.현재 미국에서 이용되는 인공심장은 공기식의 「자빅7」과 전기식의 「하트메이트」가 있지만 수명 연장기간·기능면에서 개선해야 할 점이 많은 것으로 지적된다. 국내에서는 서울대 민병구교수(의용공학)팀이 미국 제품의 3분의1 크기인 전기유입식 인공심장을 개발해 89년 송아지에 이식,1백시간 정도 생명을 연장하는 결실을 맺었다.민교수는 최근 이 인공심장을 다시 60㎏짜리 동물에 이식할 수 있는 크기로 줄이는데 성공,오는 11월쯤 면양을 대상으로 실험에 들어간다.이 실험에서 성공하면 생체적·기계적 내구성을 보완,96년쯤 말기 심장병환자에게 임상 적용할 계획이다. 인공심장 개발은 미국·독일·일본·한국등 4개국이 앞섰으며 특히 민교수의 연구성과는 국제적으로 높이 평가받고 있다.민교수는 「한국형 인공심장」이 10년이내 완전 실용화될 수 있다고 낙관한다. ▲인공신장=만성 신부전증환자의 핏속 노폐물과 독성물질을 걸러 주는 장치로 40년대부터 각국에서 연구가 이뤄진 뒤 많은 발전을 거듭,투석환자의 사회복귀를 돕고 있다.국내에서는 지난 84년 한국과학기술연구원 김은영박사팀이 처음 개발해 86년부터 녹십자의료공업(주)에서 양산하고 있다.또 KAIST 김재진박사팀은 혈액투석기로 제거되지 않는 중분자량 노폐물을 분리·제거하는 혈액분리막을 개발,실용화 했다. ▲인공심폐기=심장수술때 호흡과 심장박동이 중지된 상태에서 심폐기능을 대신 해주는 1회용 인공장기.미국·일본등에서만 생산되던 것을 지난 90년 김은영·김재진박사팀이 녹십자의료공업(주)과 공동으로 개발,상품화 됐다.안정성과 성능면에서 선진국 제품보다 한발 앞섰다는 평가를 받는다. ▲인공간=일본이 국가 프로젝트로 가장 왕성하게 추진하는 분야.미국·서독등에서도 간효소 또는 유리 간세포를 이용한 간대사 보조장치개발에 심혈을 기울이고 있다.전문가들은 2천10년쯤 실용화할 수 있을 것으로 본다.국내 수준은 아직 초보에도 못미치는 실정. 이밖에 인공피부의 경우 미국 MIT·하버드대를 중심으로 피부를 배양,화상환자나 피부궤양환자에게 이식하고 있다.국내는 전한양대교수 김계용박사가 젤라틴과 키틴이란 물질을 합성,화상 치료용 인공피부를 개발한 적이 있지만 2년전 김박사 타계로 지금은 사실살 연구의 맥이 끊긴 상태.

◎KIST 김은영ㆍ김재진박사팀 심장박동과 호흡운동이 중지된 상태에서 심장과 폐의 기능을 일정시간 대행해 주는 인공심폐기가 국내연구진에 의해 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)분리막연구실 김은영ㆍ김재진박사팀은 고분자신소재를 이용,기존 인공심폐기의 단점을 보완한 막형인공심폐기를 녹십자의료공업㈜과 공동연구끝에 개발했다고 17일 발표했다. 김은영박사는 『이 심폐기가 서울대병원 고대혜화병원 연대세브란스병원 등 3개 대학병원에서 60여번의 임상실험결과 1백%의 성공률을 보였다』며 『이의 개발로 연간 50억원의 수입대체효과를 거둘수 있게 됐다』고 말했다. 심장수술 등에 쓰이는 인공심폐기는 그동안 미국 일본 등으로부터 해마다 5천세트 정도를 전량수입해 왔다. 김박사는 『이번 개발품이 혈액은 투과하지않고 기체만을 통과시키는 막형이어서 기포형에서 일어날수 있는 각종 혈액성분손상 및 혈전생성을 방지할 뿐 아니라 환자가 수술중 흘린 피를 모으는 혈액저류조,수술도중 혈액강하를 막는 열교환기,혈액중의 탄산가스와 산소교환을 담당한 혈액산화기가 하나의 구조로 통합된 일체형인공심폐기』라고 밝혔다. 일체형인공심폐기는 수술이 간편한 장점이 있다.