수술 마취제·인공심장·안경… 인류 살린 1000년의 발견들
과학기술은 지식이 켜켜이 쌓여 가는 학문이다. 먼저 연구를 시작한 과학자들이 남겨 놓은 유산은 후세들의 연구에 대한 아이디어를 제공하고, 때로는 반박하고 뛰어넘어야 할 대상이 된다. 물론 그 와중에 얻어진 결과물들은 인류가 발전하는 원동력이 된다. 하지만 때로는 시대를 뛰어넘는 발명이나 발견이 등장한다. 이 같은 성과는 소위 ‘이정표’(Milestone)라고 불리며 과학기술은 물론 삶의 수준을 획기적으로 끌어올린다. 뉴욕타임스는 최근 생리·의학 분야에서 직접적으로 의학기술이 돼 인류에 큰 영향을 미친 이정표들을 시대순으로 선정, 소개했다. 첫 이정표는 13세기 중반에 시작하지만 현대로 올수록 급격히 이정표가 많아진다. 지금은 너무나 당연하게 여기는 혜택이지만, 이 같은 이정표들이 없었다면 오늘이 어떻게 달라졌을지 알 수 없는 일이다.
●현미경·수술용 확대경의 원조 ‘돋보기’
역사에 정확하게 기록된 생리의학사의 첫 이정표는 1250년에 세워졌다. 영국의 수도사였던 로저 베이컨은 ‘돋보기’(루페)를 발명했다. 이전에도 수정을 이용해 사물을 크게 볼 수 있다는 것은 알려져 있었지만 베이컨은 목적이 분명하게 무언가를 확대해 볼 수 있는 ‘볼록렌즈’를 의도적으로 만들어냈다. 현미경, 수술용 확대경 등의 원조다. 신학자이자 철학자, 의사이기도 했던 베이컨은 근대 자연과학의 탐구방법을 정립해 ‘경이의 박사’라고 불렸다.
●벤저민 프랭클린, 동생 위해 카테터 발명
다음 이정표는 무려 500년이 지난 1752년에 등장했다. 우선 밀라노 공작은 피렌체의 장인에게 ‘안경알 세 다스’를 주문하는 편지를 보낸다. 오목렌즈를 기반으로 한 안경의 발명과 기원에 대한 수많은 얘기 중 문서가 남아 있는 최초의 사례다. 같은 해 미국의 정치가 벤저민 프랭클린은 ‘카테터’로 불리는 구부러지는 관을 만들어냈다. 요로결석으로 고생하는 동생 존을 위해 프랭클린은 금속 조각들을 연결해 요도를 대체할 수 있도록 했다. 이 카테터는 현재 인체 내의 모든 관을 대체할 수 있는 수준으로 발전했다.
●나무막대에서 영감 얻은 청진기의 탄생
1815년 12월 31일 프랑스 내과의사 르네 라에네크는 트럼펫 모양의 나무와 튜브가 달린 진찰기기를 만들어 아주 뚱뚱한 여성의 심장소리를 듣는 데 활용했다. 라에네크는 루브르궁에서 아이들이 긴 나무막대를 서로의 귀에 대고 떠드는 모습에서 영감을 얻어 이 기계를 만들었다. 의사의 필수품인 청진기의 탄생이었다.
●외과 수술의 고통을 줄여준 ‘에테르’
인체에 칼을 대는 외과 수술의 고통을 덜기 위한 방법은 1841년 12월에 등장했다. 알코올, 아편, 마리화나, 최면 등 이전에 사용된 어떤 방법도 완벽하지 않았다. 미 조지아주의 의사인 크로퍼드 윌리엄슨 롱은 일종의 환각물질인 아산화질소를 즐기던 친구들의 자극을 더욱 높여줄 방법을 고민하고 있었다. 이 과정에서 롱은 황산 에테르를 마신 사람들이 심하게 멍이 들어도 인지하지 못한다는 점을 발견했다. 롱은 환자의 목에서 낭포성 종양을 제거하면서 처음으로 현대식 수술용 마취제를 사용했다.
●엑스레이, 보이지 않는 곳을 찍다
1874년에는 영국의 리처드 카톤이 검류계를 이용해 동물의 뇌파를 측정했다. 뇌전도(EEG)는 이후 사람에게 적용되면서 수면이나 정신질환을 근본적으로 들여다볼 수 있게 했다. 1895년에는 빌헬름 뢴트겐이 우연찮게 엑스레이를 발견했다. 당시 뉴욕타임스는 “이 발견은 보이지 않는 곳을 찍는 사진기술의 발명에 불과하다.”고 조롱했다. 엑스레이가 어떻게 쓰일 수 있는지에 대해 상상도 못했던 것이다.
●‘노벨상’ 에인트호번 심전도 측정기 개발
1924년 노벨 생리의학상을 받은 네덜란드의 빌럼 에인트호번은 1903년 심장의 전기 흐름을 살피는 ‘심전도 측정기’를 개발했다. 첫 심전도 측정기는 300㎏에 이르는 거대한 기계로, 5명의 사람이 달라붙어야 조작이 가능했다. 1910년에는 스웨덴에서 복강경이 등장했고, 1935년에는 포르투갈에서 뇌엽절단 기술이 개발됐다. 복강경의 등장으로 더 좁게 절제하면서도 더 쉽게 수술을 할 수 있게 됐고, 뇌엽절단 기술은 ‘신의 영역’으로 분류되던 정신세계에 외과적 치료가 효과적이라는 사실을 입증했다.
●죽은 사람 살려낸 전기충격기에 ‘충격’
이후 생리의학의 발전속도는 급속히 빨라진다. 1936년에는 심장박동기가, 그 다음 해에는 전기자극요법이 개발됐다. 1943년에 투석, 1944년에 일회용 도뇨관이 등장했고 1947년에는 죽은 사람을 살려내는 전기충격기(제세동기)가 환자의 생존율을 크게 끌어올렸다. 1950년에는 영국의 해럴드 리들리가 사람의 눈 속에 들어가는 콘택트렌즈를 만들어 ‘안과 혁명’을 이끌었다.
●인류 최초 ‘기계 심장’을 단 사나이
1952년 자동차회사 GM의 연구원이었던 41살의 헨리 오피텍은 인류 최초로 기계심장을 달았다. 오피텍은 1981년까지 살았다. 같은 해 자기공명영상(MRI)에 대한 원리도 발견됐다. MRI를 개발한 펠릭스 블로허와 에드워드 퍼셀은 이 해 노벨 물리학상을 받았다(실제 MRI 기계는 1978년에 만들어졌다). 1953년에는 심장을 거치지 않고 혈액을 순환할 수 있는 바이패스 기술이 개발돼 멈춰 있는 심장을 수술할 수 있게 됐고, 프랑스에서는 인공 달팽이관이 청각장애인들에게 새로운 소리를 선물했다.
●하운스필드, CT 설계로 노벨상 받다
1958년에는 태아 초음파를 통해 임신 초기진단이 가능해졌다. 1963년에는 3살 아이를 대상으로 최초의 ‘간 이식’이 시행됐고 1967년에는 53세 남성이 최초의 심장 이식 수술을 받고 18일을 더 살았다. 1971년 영국의 고드프리 하운스필드는 컴퓨터단층촬영기(CT)를 설계해 1979년 노벨 생리의학상을 수상했다. 1973년에는 인슐린 펌프가 개발돼 당뇨환자들을 주사의 고통에서 해방시켰다.
●협업으로 만든 인공혈액·게놈 프로젝트
1980년대 후반부터는 보다 크고 획기적인 이정표들이 세워졌다. 더 이상 생리의학은 과학자 개인의 영역이 아닌, 집단협업으로 이뤄졌다. 인공혈액이 1989년에 만들어졌고, 1992년에는 DNA 정보읽기가 가능해졌다. 단순히 질병치료뿐 아니라 범죄자를 잡거나 친자확인을 할 때도 핵심적인 기술이다. 사람의 유전자 지도 전체를 그리는 휴먼게놈 프로젝트(2000년), 인공관절(2004), 인공간장(2006년) 등도 엄청난 자금과 인력이 투입된 작업이었다.
박건형기자 kitsch@seoul.co.kr
