• 생체계측 의료기기 개발자 ___ 7
• 인공장기 개발자 ___ 19
• 의료용 나노로봇 개발자 ___ 35
융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발의 의의 1
세상의 해결할 가치가 있는 문제들은 모두 얽혀있습니다 그 문제의 성격 문제 해결과 정 해결방법 등은 모두 융합적입니다 융합은 서로 다른 것을 화학적으로 결합하는 것 으로 마치 서로 다른 색의 물감을 섞으면 또 다른 색깔이 만들어지는 것에 비유할 수 있습니다 우리가 사는 세상은 다양화 다원화 정보화 세계화되면서 문제들이 복잡하게 더 얽히는데 예를 들어 화석연료 에너지로 인한 지구온난화나 환경오염 잦은 이동에서 오는 전염병 식량난 급속한 과학기술의 발전 생명의 신비와 유전 세 건강을 위한 노력 등은 모두 여러 사람들의 지혜를 모아야 해결 전망이 보이는 과제들입니다 즉 자 연과 인간 사회가 직면하는 문제는 복합적이고 그 해결도 쉽지 않습니다 그래서 융합적 접근방법이 필요합니다
우리의 삶이 서로 연결되어 있듯이 학교에서 배우는 교과의 내용들도 서로 연결되어 있습니다 과학 교과서에 나와 있는 문제들은 기술이나 수학 등 다른 교과서의 문제와 연결되어 있고 우리의 일상생활이나 직업 세계의 문제들과도 연결되어 있습니다 우리 들은 이런 복잡한 문제들을 서로 다른 생각과 해결책을 가진 사람들과 더불어 해결해나 가야 합니다 문제해결에 참여하는 우리는 다른 의견을 받아들일 수 있는 개방적 자세와 한 주제나 문제를 다양한 각도에서 바라보는 융통성 있는 시각을 가져야 합니다 특히 남과 다른 나만의 독특한 견해를 구축하고 문제해결과정에 참여해야 합니다 서로 다른 시각을 가진 사람들이 모였을 때 다양한 각도의 문제해결책이 나올 수 있습니다 개인적 독특성과 독특한 개인이 모인 집단의 다양성이 융합되어 복잡한 문제를 창의적으로 해 결할 수 있는 방안이 생겨납니다
융합인재교육 은 기본적으로 과학과 기술 실과 기술 가정 특성화고 직업 관
련교과를 포함 수학 예술 사회 등을 서로 연결하여 공부하는 방식입니다 특히 그런
융합인재를 기르기 위한 진로교육의 중요성 2
우리는 학교 공부를 통해 온갖 것을 배우지만 주로 공부하는 법 일하는 법 살아가는 법 을 배웁니다 특히 자신의 관심과 흥미가 저절로 가는 공부와 일 그간 열심히 해서 잘 할 수 있는 공부와 일 그리고 내 장래를 생각할 때 꼭 필요하고 해야 하는 공부와 일을 찾아 서 스스로 할 때 언젠가는 나의 갈 길을 찾아갈 수 있습니다 공부를 하면 지식 기술 태 도 등 우리 눈에 보이지 않는 것을 익히게 됩니다 눈에 보이지 않지만 내 몸과 마음 그리 고 머릿속에 차곡차곡 기억되어 어느 누구도 빼앗아갈 수 없는 귀한 자산을 쌓는 것입니다 그것들은 언젠가 문제나 상황에 처했을 때 나타나고 발휘됩니다 우리가 찾아가는 길은 어 릴 때에는 공부하는 길이고 나중에는 일하는 길입니다 자기가 좋아하는 학업진로와 직업 진로를 잘 찾는다면 그것은 우리 인생에서 엄청난 행운이고 축복이 될 것입니다
사람의 수명은 길어지고 과학기술의 발전에 따라 직업 기술이나 기업의 수명은 더 짧 아져서 우리는 일생을 두고 여러 직업에 종사할 가능성이 높아졌습니다 하나의 직업은 다른 직업과 연결되어 있으며 한 직업이나 기업에는 온갖 일을 하는 사람들이 모여서 함께 협동해서 일하고 문제를 해결해 나갑니다 이 자료에는 사람의 질병 치유와 건강을 도와주는 헬스케어와 같은 보건의료 서비스에 관련된 직업들과 생명의 신비를 밝히는 유전기술과 건강을 돕는 의공학 기술을 연결하는 직업들이 몇 가지 소개되어 있습니다 물론 이 분야에는 여기에 소개된 것보다 더 많은 직업이 있습니다 여기 소개된 직업을 대할 때 어떤 학생은 매우 흥미를 느낄 수 있고 어떤 학생은 나와 상관없는 일이라고 판단할 수도 있습니다 그러나 보건의료는 나와 직업적으로는 상관없을지 몰라도 일상생 활에서는 결코 빼놓을 수 없는 직업들입니다 직업적인 면에서도 직접적이지는 않을지라 도 언젠가는 간접적으로 관계될 수도 있습니다
인간의 수명이 늘어날수록 건강에 대한 관심은 높아지고 이에 따라 이와 관련된 직업 의 종류는 점차 늘어날 것입니다 미국의 한 조사에 따르면 년까지 전체 직업 중
관련 일자리는 나 증가할 것이라고 합니다 수학 관련 일자리 컴퓨터
시스템 분석 소프트웨어 개발 의료 과학 생명공학 관련 일자리가
나 증가할 것이라고 예측하고 있습니다 여러분이 여기에 제시된 프로그램을 실험하고
실습해나가면서 내 소질과 적성이 어디에 있는지 내 관심과 흥미가 어디에 있는지 내
가 좋아하는 공부와 일 내가 잘 할 수 있는 공부와 일 내가 할 필요가 있고 해야겠다
고 꿈꾸는 공부와 일을 어느 순간 찾는 행운 을 누리기를 기대합니다
융합인재교육(STEAM) 프로그램의 흐름도 3
본 교재의 프로그램은 진로교육과 관련된 융합인재 양성이 목적이므로 진로를 학생들 의 꿈 으로 보고 꿈을 꾸고 키우며 펼친 후 최종적으로 꿈을 다지는 흐름으로 전개하 였습니다
융합인재교육(STEAM) 프로그램의 단계 4
프로그램 단계 단계별 수행 내용
• 학생들이 자신의 상황으로 느끼고 흥미를 끌 수 있는 소재를 사용하여
융합인재교육 프로그램의 단계는 다음과 같이 전개됩니다
생명 ‧ 의공학 직업 관련 프로그램 5
학교급 적용
시기 교과 단원 시
수 프로그램명 관련 직업 STEAM 요소
초 3-4 3-1 3-2 4-1 4-2 4-2
과학 도덕 과학 국어 국어
3. 동물의 한살이 4. 생명을 존중해요 3. 식물의 한살이 2. 서로 다른 의견 6. 여러 가지 의견
3
유전공학이 펼쳐내는 새로운 세상
유전공학자 S,A
3-2 4-2 3, 4
과학 과학 미술
2. 동물의 세계 1. 식물의 세계 [표현영역] 주제표현
3 자연에서 찾은 지혜, 생체모방
생체모방
공학자 S,T,E,A
초 5-6 5-1 5, 6
과학 실과
4. 작은 생물의 세계 [가정생활] (4) 쾌적
한 주거와 생활 자원 관리
3 사람과 자연을 살리는 전문가
바이오환경
전문가 S,T,E,A
5-2 5, 6
과학 미술
1. 우리 몸
[표현영역] 주제표현 3
생체공학 사이보그, Dreams come
true!
생체의공학자 S,T,E,A
중학교
7-2 과학 기술
4. 광합성
4. 정보통신과 기술 2 생명의 신비를 밝힌다
생체계측 의료기기
개발자
S,T,A,M
8-1 9-1
과학 기술
4. 소화와 순환
5. 생명기술 4
질병으로 고통받는 사람들에게 새로운
삶을!
인공장기
개발자 S,T,E,M 8-1
9-1 8
과학 기술 미술
4. 소화와 순환 3. 전기전자기계술 5. 생명기술 산업디자인
4 보이지 않는 작은 의사
의료용 나노로봇
개발자
S,T,E,A, M
고등 학교
고1
과학 기술‧
가정
Ⅰ. 별과 우주
Ⅲ. 생명의 탄생
Ⅴ. 과학적 건강관리
Ⅳ. 미래 기술과 사회
3 미래의 황금알, 신약을 개발하라!
신약 개발
연구원 S,T,E,A
고3
고1
생명 과학I
I 기‧가
2-1. 유전자와 형질 발현
2-2. 생명 공학
Ⅳ. 미래 기술과 사회
3 생명의 정보, 내가 다룬다!
생명 정보
연구원 S,T,E,A
고1 고3 고1
생명 과학I
I 기‧가
Ⅴ. 인류의 건강과 과 학기술
2-2. 생명 공학
Ⅲ. 기술 혁신과 설계
3~
4
의학과 공학의
아름다운 Fusion 의공학자 S,T,E,A, M
∙ 생체계측 의료기기 개발자 ∙
생명의 신비를 밝힌다
프로그램 1
생명의 신비를 밝힌다
생체 계측 의료기기 개발자는 의학, 공학 등의 융합 지식을 바탕으로 각종 의료기기를 설계, 제작하는 일을 합니다. 예를 들어 1677년 현미 경을 발견한 레벤후크(Leeuewenhoek, A. van), 1895년 X-ray를 발견 한 뢴트겐(Rontgen, W. K) 등이 있으며, 이렇게 만들어진 생체 계측 의료기기는 인체를 이해하고 다루는 능력을 향상시킨다는데 의의가 있으며, 앞으로 미래사회를 이끌어갈 첨단융합산업분야에 포함됩니다.
인간의 몸을 더 잘 이해하기 위한 도구, 생체계측의료기기 꿈 꾸기
상황제시
류현진 발 부상 경미… 일 콜로라도전 정상 등판
류현진은 일 에인절스와의 경기에서 이닝 피안타 무사사구 무실점 완봉투로 팀의 승리를 이끌었다 당시 류현진은 회 사에서 왼쪽 발에 마크 트럼보의 타구를 맞았다 트럼보를 투수 땅볼로 처리한 뒤에도 투구를 이어간 류현진은 검사 결과 다행히 뼈에는 큰 이상이 없는 것으로 드러났다
미국 프로야구 메이저리그에 진출한 류현진 선수는 전 국민의 관심을 한 몸에 받고 있습 니다 년 월 류현진 선수는 경기도중 공에 맞는 부상으로 인하여 국민들의 걱정을 끼쳤 습니다 다행히 진단 결과 큰 부상이 아니라는 진단을 받았습니다
눈에 보이지 않는 신체 일부분의 부상을 쉽게 관찰할 수 있는 는 무엇일까요
물체의 밀도에 따라 투과정도가 다른 광선인 는 년 독일의 과학자인 빌헬름 뢴 트겐에 의하여 발명되었습니다
사진 출처
인류 과학기술은 의료분야의 와 같은 생체계측장비에 응용되기 시작해 이후 컴퓨터 단층촬영 자기공명영상 과 같은 첨단생체계측장비들이 등장하였으며 계측한 신 체 정보를 기록하는 기술도 아날로그에서 디지털형태로 급속하게 변화하고 있습니다
본 과정에서는 현미경으로 관찰한 영상을 디지털 장비인 스마트폰을 이용하여 저장 전달 하여 보고 과학기술의 발달로 인하여 등장하고 있는 생체계측기기의 장점과 의의에 대하여 생각해 보며 생체계측기기개발자가 가져야 할 기본 능력에 대하여 생각해 봅니다
생각 쑥쑥!
과학기술의 발달이 의료공학 분야에 미친 영향은 어떠할까요?
X-ray와 같은 생체계측장비를 통하여 관찰한 신체정보를 어떻게 기록할 수 있을까요?
광학현미경을 이용하여 달개비 꽃잎의 공변세포를 관찰해 보고, 스마트폰을 이용하여 영상을 기록하여 보자.
꿈 키우기 1 창의적 설계
☺ 공변세포의 관찰
1. 달개비 잎 뒷면의 표피를 벗겨낸 다음 적당한 크기로 자르자.
2. 표피를 받침 유리 위에 놓고 물을 한 방울 떨어뜨린 다음, 덮개 유리로 덮어 현미경 표본을 만 든다.
[출처] ㈜ 미래엔 과학 1
3. 달개비 꽃의 잎을 관찰하여 기공의 모양을 스케치하고, 공변세포와 기공을 찾아 표시한 후 각 부분의 명칭을 써보자.
☺ 스마트폰을 이용하여 현미경 영상 기록하기
1. 달개비 꽃의 잎을 관찰하기 위하여 현미경 접안렌즈에 스마트폰의 카메라 렌즈를 가져다 댄다.
2. 스마트폰의 배율을 적절히 조절하고, 관찰된 영상을 찍어 프린트하여 붙여 보자.
3. 관찰한 달개비 꽃의 잎의 기공을 스케치한 그림과 스마트폰을 이용하여 기록한 사진과 차이점이 있는가?
광학현미경에 스마트폰을 거치하여 생체계측의료기기로 사용할 수 있는 거치대를 만들어 보자.
꿈 키우기 2 창의적 설계
☺ 생체계측의료기기 제작하기(문제상황제시)
현미경에 스마트폰을 결합하면 관찰한 결과를 정확하게 기록하고 전달할 수 있는 디지털 형태의 영상을 얻을 수 있다. 주변의 물건에서 얻을 수 있는 다양한 재료를 이용하여 스마 트폰을 핸드폰에 거치한 후 관찰한 결과를 쉽게 확인할 수 있는 생체계측의료장비를 제작 해 보자.
[조건]
미션 1. 생체계측의료장비 제작에 필요한 재료를 생활 주변에서 찾으시오.
미션 2. 현미경에 스마트폰을 걸어 관찰한 내용을 정확하고 쉽게 디지털화하여 기록할 수 있는 생체계측 의료기기를 창의적으로 제시하시오.
가. 재료의 준비
생체계측의료기기를 제작하기 위한 다양한 재료를 주변에서 찾아 적어 보자.
재료 일상생활에서 활용되는 용도 생체계측장비에 사용되는 용도
나. 제작을 위한 스케치
생체계측의료기기를 제작하기 위하여 본인의 아이디어를 스케치하고 이를 바탕으로 생체계측장비 를 제작해 보자.
스마트폰을 이용하여 영상을 기록하고 분석했을 때 어떠한 장점이 있을까?
꿈 펼치기 감성적 체험
☺ 달개비 꽃의 잎 기공 영상을 스마트폰을 사용하여 기록한 사진의 배율은 얼마일까요? 계산하여 봅시다.
구분 현미경의 분해능 스마트폰의 줌 배율 기록된 사진의 배율 확인방법
및 계산법
대물렌즈의 배율×접안렌즈의
배율
화면에 표시 현미경의 분해능 × 스마트폰의 줌 배율
측정값
☺ 달개비 꽃의 잎 기공의 영상을 스마트폰을 이용하여 기록하였을 경우, 스케치할 때보다 어떤 장 점이 있는지 적어 봅시다.
☺ 위의 사례와 같이 과학기술의 발달이 실험 관찰, 영상 기록 등에 영향을 준 사례를 찾아 정리하 여 봅시다. 특히 의학 분야에 영향을 준 사례를 찾아 그 영향에 대하여 정리하여 봅시다.
사례 영향 및 특징
X-ray 부상 부위를 직접 절개하지 않고 신체 내부의 상태를 관찰하고 기록할 수 있다.
생체의료계측기기 개발자 꿈 다자기 1
진로설계
☺ 생체의료계측기기 개발자가 가져야 할 기본적 자질과 이를 위한 준비에 대하여 생각, 조사해 보 고 아래의 마인드맵을 완성해 봅시다.
꿈을 위한 준비와 도전! 나의 진로는?
꿈 다자기 2 진로설계
☺ 생체계측기기 개발자가 갖추어야 할 자질에는 어떤 것들이 있을까요?
지식 : 기술 : 인성․태도 :
☺ 만약 내가 ‘생체계측기기 개발자’가 되고 싶다면, 아래 그림의 가운데에 나의 꿈(장래 희망)을 적고, 그 꿈을 이루고 싶은 이유, 나의 강점, 부족한 점, 내게 필요한 능력은 무엇인지 정 리해 봅시다.
☺ ‘생체계측기기개발자’가 되기 위한 계획을 세워 봅시다.
시간 3년 후 6년 후 9년 후 12년 후
내 나이 해야 할 일
활동을 평가해 봅시다.
평가하기
☺ 활동한 내용에 대해 평가해 봅시다.
평가 방법
평가
영역 평가 내용
평가 기준 상 중 하
자기 평가
창의적 설계
• 주어진 문제를 해결하는데 있어서 창의적인 아이디 어를 산출하였는가?
• 토론 활동을 위하여 창의적인 아이디어를 산출하였 는가?
감성적 체험
• 활동에 있어서 자발적 동기유발을 느꼈는가?
• 즐거운 활동이었는가?
• 활동을 통하여 성취감을 느꼈는가?
진로 설계
• 본 활동을 통하여 진로 탐색의 경험을 하였는가?
• 생체의료계측기기 개발자에 대하여 흥미와 관심을
직업세계 8대 메가트렌드 분석을 통한 10년 후 미래 유망 직업 - 생체의료기기 개발자 -
꿈 도우미 학습안내자
☺ 생체의료기기 개발자의 미래 전망에 대하여 알아봅시다.
한국고용정보원은 지구온난화 유비쿼터스시대 세계화 일과 삶의 균형 고령인구 증가 등 우리나라 직업 세계에 영향을 미칠 대 메가트렌드를 분석한 후 이에 따른 년 후 미래 유 망 직업을 예측했다 글로벌화를 이끌 향후 유망 직업으로는 국제회의전문가 국제의료코디 네이터 국제변리사 초음속제트기조종사 등이 꼽혔고 산업과 기술의 융합이 심화하면서 생 체계측의료기기개발자 금융전문가 경영정보전문가 융합컨설턴트 등이 각광을 받을 것으로 예측했다
산업과 기술의 융합형 직업 확대
발전성 높은 기존 직업
• 생체계측의료기기개발자 (의학, 전자공학)
의학, 공학 등의 융합 지식을 바탕으로 각종 의료기기를 설계, 제작
• 금융전문가 (수학, 경제학)
수학, 경제학 등의 지식을 바탕으로 금융상품을 개발하거나 금융관련 리스크 예측
• 치료전문가 (의학, 심리학)
의학과 심리학에 대한 융합 지식을 바탕으로 사람들이 겪는 각종 신 체, 정서적인 문제에 대한 해결책을 제시하고 치료(놀이치료, 언어치료 등)
• 로봇공학자 (공학, 심리학)
공학, 심리학에 대한 융합 지식을 바탕으로 사람의 감정을 인지하 는 로봇을 개발
• 경영정보전문가
(경영학, 데이터마이닝)
경영학, 공학에 대한 융합 지식을 바탕으로 기업의 경영관리에 필 요한 각종 정보들을 분석하고 최적의 시스템 솔루션을 제공, 구축
• 해수담수화전문가 (자연과학, 공학)
자연과학과 플랜트 공학적 지식을 바탕으로 바닷물의 염분을 제거 하여 식사나 생활용수를 개발하는 기법 연구와 플랜트 공장을 설계
생체계측의료기기개발자는 양질의 의료서비스 제공을 위하여 자연과학 및 공학을 의학에 응용한 분야로 기초의학에 대한 지식과 물리 전자 기계 등에 대한 지식을 이해하고 다양한 산업과 기술이 융합된 산업 분야의 직업입니다 이러한 융합형 직업은 첨단기술발전이 사회 를 주도하고 있는 미래시대에 유망한 직업으로 주목받고 있습니다
출처
∙ 인공장기 개발자 ∙
질병으로 고통받는 사람들에게 새로운
삶을!
프로그램 2
질병으로 고통받는 사람들에게 새로운 삶을!
질병이나 사고로 신체의 일부가 손상되거나 기능을 잃는 경우, 다 른 사람의 장기를 이식해야 한다. 이식받을 장기를 기증받는 일은 매 우 어려운 일이며, 장기 이식을 기다리는 동안에 건강 악화 등으로 인하여 사망하는 경우가 많다.
최근에는 과학기술의 발달로 살아 있는 사람의 장기를 대신할 수 있 는 인공장기들이 등장하고 있고 최근에는 인공장기를 장착한 인조인간
“렉스”가 등장하여 인간의 수명 연장의 꿈을 현실로 만들어 가고 있다.
고통 받는 사람들을 위한 새로운 희망! 인공장기 꿈 꾸기
상황제시
☺ 인공 장기 개발자
장기이식 간 가능한 사람을 찾습니다
인천○○소방서에서 근무하는 ○○○씨 세 는 급성 형 간염 간부전증 으로 월 일 수 입원하여 치료중이나 완치를 위하여 간이식이 필요한 상황입니다
현재 서울 성모병원 중환자실에서 혈액투석기에 의존하며 생사의 갈림길에서 애타게 도움의 손길을 기다리고 있습니다 ○○○ 직원은 년 월 일 소방공무원으로 임용 되어 여 건의 화재출동과 여 건 이상의 대민지원 임무를 충실히 수행하였으며 책 임감을 가지고 직무를 성실히 수행하여 동료직원들의 신뢰를 받는 모범공무원입니다 특 히 착하고 효성이 지극한 막내아들이면서 홀어머니를 모시고 사는 믿음직한 가장으로서 항상 최선을 다하며 밝고 긍정적인 우리의 동료입니다
장기 이식을 원하는 안타까운 사연이나 다큐멘터리는 보는 사람의 마 음을 아프게 합니다 이렇게 장기기증을 간절히 원하지만 까다로운 조 건과 절차로 인하여 장기이식에 성공하여 새 삶을 살게 되는 경우는 많지 않습니다 또한 사람의 절박함을 이용하려는 사람들이 늘어나면서 장기매매 등 장기이식의 부작용도 등장하고 있습니다
그러나 최근 첨단기술의 발달로 장기 이식을 위한 생물학적 조건의 한계 및 장기 매매 등의 부작용을 해결할 수 있는 인공장기들이 등장하고 있습니다
인공장기개발자 는 사고 질병 노화 등으로 신체 일부분의 기 능이 저하 또는 상실되었을 때 그것을 대체하기 위한 인공 장기를 만드는 사람으로 인간의 수명이 더욱 연장되고 그에 따라 요구되는 의료기술수준이 높아짐에 따라 이와 관련한 직업 수요는 꾸준히 증가할 것입니다
본 주제에서는 인공심장을 제작하여 심장의 원리를 이해해 보고 인공장기개발자가 하는 일에 대하여 알아봅시다
생각 쑥쑥!
장기이식과 관련된 부작용에는 어떤 것들이 있을까요?
장기이식을 대체할 수 있는 방법에는 어떤 것들이 있을까요?
장기이식이 필요한 질병에는 어떤 것들이 있을까요?
바이오닉스(Bionics)와 인공장기(artificial organs) 꿈 꾸기
상황제시
☺ 바이오닉스(Bionics)와 인공장기(artificial organs)
바이오닉스(Bionics)는 생물학(biology)과 전자 공학(electronics)의 합성어로 사람의 신체 기능 을 공학적으로 연구하여 거기에서 얻은 지식을 기술적 문제에 응용하는 학문 또는 생물을 대 상으로 하는 공학의 일부분으로 생체공학, 생체 정보공학이라고 불린다.
바이오닉스의 연구 분야는 산업로봇을 비롯 하여 인공장기(人工臟器), 신경회로망, 패턴 인 식, 혈액순환 등 여러 방면에 걸쳐 있으며 그 응용 분야도 다양하다.
바이오닉스는 주변에 있는 생물체를 주의 깊게 관찰하고, 모방하는 데에서 시작했다. 하 늘을 나는 새를 모방한 비행기 등에서 시작하 여 최근에는 생체의 기능을 연구하여 그것을 모방하여 생체와 같이 동작하는 기계를 만드는 데 이르렀다. 그 결과 종래 인간이 하던 복잡한 작업을 기계로 대체하거나, 인간이 직접 하기에 위험한 환경 속에서 하는 일 등을 모두 기계로 대체하여 노동력을 줄이고 자동화하는데 목적 을 두고 있으며 나아가 인간의 장기를 대신할 수 있는 인공장기 등을 개발, 질병으로 손상된 장기를 대체하여 사람들에게 새로운 삶의 희망을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
최근 영국에서 팔다리와 심장, 폐, 눈과 귀 등 3분의 2가 인체에 사용되는 인공장기로 이루어진
‘바이오닉맨’이 공개됐다. 렉스라는 이름의 이 로봇은 제작비 64만파운드(약 10억9000만원)를 의미
심장이식 수술과 인공심장 꿈 꾸기
상황제시
☺ 심장이식 수술과 인공 심장
심장이식 수술이란 다른 방법으로는 치료가 불가능한 말기 심장 질환 환자의 병든 심장을 제거 한 뒤 건강한 사람의 심장으로 완전히 치환시켜주는 수술을 말한다.
현대의 심장이식 수술은 20세기 초부터 시작된 동물 실험을 통해 축적된 외과 경험과 면역학 및 약물학의 발전으로 비로소 가능하게 되었다. 또한 다른 장기이식수술과 달리 심장사가 아닌 뇌사가 인정되어야만 가능한 독특한 특징을 가지고 있어 죽음의 정의에 관한 많은 윤리적 및 법적 문제를 제기했다.
세계 최초의 심장이식 수술은 1967년 남아프리카공화국의 크리스천 버나드에 의해 성공적으로 시행되었으며, 이후 면역억제제의 발달과 함께 연구가 진행되어 1980년대 획기적인 발전을 거듭하 게 되었다. 국내에서의 심장 이식은 1992년 11월 처음 시행되었고, 이후 연간 20~30차례의 수술이
이루어지다가 2000년 2월 장기 이식에 관한 입법이 이루어지면서 증례 수가 증가하고 있다. 하지만 여전히 대기자에 비해 뇌사 공여 자가 적은 상태이다.
심장 이식 수술의 대상은 어떠 한 치료에도 반응하지 않는 말기 의 심장 질환 즉 심근병증, 관상 동맥질환, 심장판막질환 및 일부 선천성 심장 질환이 대상이 되며 심장이식으로 치료 가능한 질병은 심근병증, 관상동맥 질환, 심장판 막 질환, 선천성 심장질환 등이 있다.
최근에는 공여자의 부족, 윤리 적 문제를 극복하기 위하여 인공 심장 개발에 대한 연구가 지속되 고 있으며 2013년도에는 우리나 라에서도 최초로 인공심장을 이식 한 사례가 있어 인공장기이식의 시대가 성큼 다가오고 있다.
생각 쑥쑥!
뇌사자의 심장을 기증받아 심장이식을 하는 것은 옳은 일일까요?
☺ 문제 상황
고등학생 이융합 군은 태어날 때부터 갖고 있었던 심장병으로 인하여 심장이식 수술이 절실하게 필요하지만, 이융합 군의 몸과 맞는 심장기증자가 나타나지 않아 오랫동안 투병 중에 있다.
지속되는 긴 투병 생활에 이융합 군의 신체는 매우 지쳐 있으며, 삶에 대한 의욕도 없다.
이러한 이융합 군을 위한 인공심장을 제작해 보자.
[조건]
미션 1. 주어진 재료를 사용하여 인공심장을 제작, 심장속의 혈액이 좌심방에서 시작하여 우심방까지 도달하도록 제작해 보자.
미션 2. 심장의 판막을 대체할 재료나 부품을 생각해 보자.
미션 3. 호스의 길이는 실제 혈관의 길이와 비례하여 제작해 보자.
☺ 문제 상황 해결을 위한 자료의 조사 및 분석
심장의 구조와 심장 박동과 관련하여 자료를 조사하고 워크시트를 작성해 봅시다.
1. 심장의 구조에 대하여 조사해 봅시다.
심장의 겉모양 심장의 속 구조
대동맥 폐동맥
폐정맥
우심방
좌심방
인공심장을 제작하라!!
꿈 키우기 1
창의적 설계
대정맥 판막 좌심방 좌심실 우심방 우심실
2. 심장의 박동 과정을 그림의 과정에 맞게 설명하시오.
과정 1 과정 2 과정 3
3. 심장의 좌심방에서 시작하여 우심방으로 끝나는 혈액의 흐름에 대하여 흐름도를 작성하고 각 부 분에서 산소와 이산화탄소의 농도에 대하여 설명하시오.
우심방 우심실
☺ 인공심장의 제작 및 실험
1. 인공심장의 제작 가. 재료의 준비
명칭 규격 개수
시럽통 12cc, 30cc 각 2개
체크밸브 수족관용 4개
ㄱ자형
연결관 수족관용 4개
일자형
연결관 수족관용 4개
고무호스 Φ 8 필요수량
나. 심방 및 심실 제작
다. 심방 및 심실 연결부 제작
1. 4개의 시럽통의 입구에 일자형 연결관을 끼우고, 목옆에 전기인두로 뚫은 구멍에는 일자 형 연결관을 꽂는다.
2. 4개의 시럽통 입구에 꽂은 일자형 연결관에 고무호스를 짧게 하여 꽂고, 체크벨브를 연 결한다. 체크벨브의 연결시 방향에 주의한다.
3. 4개의 시럽통 입구 옆, 인두로 뚫어 끼운 ㄱ자형 연결관에 고무호스를 꽂는다. 12cc 시 럽통에는 짧게, 30cc시럽통에는 길게 고무호스를 연결한다.
라. 심방, 심실 연결 및 완성
- 위의 그림과 같이 우심방과 우심실, 좌심방과 좌심실 사이를 짧은 고무호스로 연결하고 대정맥과 폐정맥을 표현한 긴 호스를 이용하여 우심방과 좌심실, 좌심방과 우심실을 연결 하여 완성한다.
☺ 인공심장에 사용된 심장 대체 부품
구분 대체 부품
대・폐동맥, 대・폐정맥,
판막
좌・우심방, 좌・우심실
☺ 인공심장이 올바르게 작동하는지 확인하여 봅시다.
제작된 인공심장이 미션을 성공하지 못했다면 성공하지 못한 이유를 로봇의 구조적, 기능적, 형태적 측면에서 분석하여 보고, 실현가능한 해결방법을 찾아 글이나 그림으로 표현해 봅시다.
구분 내용
구조적 문제
기능적 문제
형태적 문제
인공심장을 체험해 봅시다.
꿈 펼치기
감성적 체험
☺ 제작된 인공심장의 심장 각 부분의 크기 및 실제 혈관의 길이와 비례하여 제작 되었는지 확인하여 봅시다.
각 부분의 비율적 크기 비교
예) 대정맥은 폐정맥보다 길다. 그러나 제작된 인공심장의 폐정맥은 대정맥보다 짧게 제작되 었다.
☺ 인공장기에 대해 조사하여 봅시다.
제작한 인공심장 이외에 이미 개발된 인공장기와 기능에 대하여 조사하여 봅시다.
인공장기 기능
인공신장
신장기능이 현저하게 저하된 환자에게 사용되는 장치. 신장은 체내에 생긴 노 폐물을 배설하는데, 이 기능이 저하되면 혈중에 요소와 같은 노폐물이 쌓이고, 빈혈·무력감·식욕부진·고혈압, 심한 경우 구토·출혈·호흡곤란 등이 일어나 생명 유지가 불가능하게 된다. 인공신장은 수분·염분 및 여러 노폐물을 혈액으로부 터 제거해준다
☺ 인공장기와 관련된 윤리적 문제에 대하여 생각해 봅시다.
인공장기를 디자인해 봅시다.
꿈 펼치기 감성적 체험
☺ 새로운 인공장기 모형을 디자인하여 보고 디자인한 인공장기에 대하여 발표하 여 봅시다.
1. 조사한 인공장기 중 디자인할 인공장기를 선택합니다.
2. 선택한 인공장기가 가져야 할 기능을 실제 장기와 비교하여 생각해 봅시다.
3. 이미 제작한 인공심장과 같은 인공 장기모형을 구상하여 봅시다. 선택한 장기의 구조를 파악 하기 위하여 장기 또는 인공장기 모형을 스케치하여 보고, 또 각 부분의 역할을 대체할 수 있 는 부품을 생활 속 물품들 중에서 찾아봅시다.
장기의 구조
부품의 대체 부품
장기의 주요 부분 실생활에 찾은 대체 부품 및 설명
인공장기 개발자는 무슨 일을 할까요?
꿈 다자기 1 진로설계
☺ 본 수업을 통해 알게 된 “인공장기개발자의 모든 것”을 마인드맵으로 표현해 봅 시다.
인공장기 개발자
꿈을 위한 준비와 도전! 나의 진로는?
꿈 다자기 2 진로설계
☺ 인공장기개발자가 갖추어야 할 자질에는 어떤 것들이 있을까요?
지식 : 기술 : 인성․태도 :
☺ 만약 내가 ‘인공장기개발자’가 되고 싶다면, 아래 그림의 가운데에
나의 꿈(장래희망)을 적고, 그 꿈을 이루고 싶은 이유, 나의 강점, 부족한 점, 내
게 필요한 능력은 무엇인지 정리해 봅시다.
활동을 평가해 봅시다.
평가하기
☺ 활동한 내용에 대해 평가해 봅시다.
평가 방법
평가
영역 평가 내용
평가 기준 상 중 하
자기 평가
창의적 설계
• 주어진 문제를 해결하는데 있어서 창의적인 아이디 어를 산출하였는가?
• 토론 활동을 위하여 창의적인 아이디어를 산출하였 는가?
감성적 체험
• 활동에 있어서 자발적 동기유발을 느꼈는가?
• 즐거운 활동이었는가?
• 활동을 통하여 성취감을 느꼈는가?
진로 설계
• 본 활동을 통하여 진로 탐색의 경험을 하였는가?
• 인공장기개발자에 대하여 흥미와 관심을 갖게 되었 는가?
동료 평가
모둠내 상호 작용
및 책무성
• 모둠 내에서 본인의 역할을 완수하고 성취감을 느꼈 는가?
• 모둠 간의 의사소통은 원활하였는가?
∙ 의료용 나노로봇 개발자∙
보이지 않는 작은 의사
프로그램 3
보이지 않는 작은 의사
몸속을 돌아다니며 질병을 일으키는 각종 병원균을 제거하고, 막힌 혈관을 뚫어주는 작은 로봇은 공상과학영화에 자주 등장한다. 나노기 술의 발달로 몸속을 돌아다니는 로봇이 현실로 다가오고 있다. 이러 한 일들을 가능하게 하는 사람들이 의료용 나노로봇개발자이다.
의료용 나노로봇개발자는 의료 분야에 이용할 목적으로 나노수준(10 억분의 1미터)의 로봇을 설계, 제작하는 사람을 말하며, 기초의학에 대 한 지식뿐만 아니라 기계, 전자 등 다양한 융합적 지식을 가져야 한다.
본 과정을 통하여 의료용 나노로봇개발자에 대하여 자세히 알아보자.
질병을 치료하는 약?? 미래에는 의료용 나노로봇이 대세 꿈 꾸기
상황제시
소설 파라다이스 정복 에서 발췌
괴질 확산으로 정신이 없는 의사 돌레프는 새로운 환자가 들어왔다는 호출을 받고 응급실로 달려갔다. 응급실에는 30대 초반의 한 남자가 온몸에 경련을 일으키고 있었다. 돌레프는 그의 얼굴과 몸 전체로 괴질이 이미 심하게 번진 것을 한눈에 알 수 있었고, 과연 그가 자신이 옆에 있는 것조차 인식할 수 있을까 의구심이 갔다. 의사는 가지고 온 병에서 불투명의 액체를 주사 기로 뽑아 환자의 팔에 주입했다. 주사기를 환자의 팔에서 빼낸 후에 그는 뒤로 물러서서 잠시 동안 기다렸다. 이제 환자의 몸 안에서는 액체 안에 들어 있던 수많은 나노 크기의 분자해체기 들이 혈관을 따라서 돌아다니고 있을 것이다. 컴퓨터가 내장돼 있는 분자해체기는 환자의 몸 안에 있는 괴질의 원인균을 신속하게 찾아낸 후에 원인균의 화학결합을 끊어서 원자단위로 분 해해 파괴할 것이다.
과연 위와 같은 소설 속 일들이 실제로 가능할까? 나노기술의 발달 로 인하여 이러한 일들이 점차 현실로 다가오고 있다. 최근에 한 대 학에서는 백혈구의 모양을 본 뜬 “DNA 나노로봇”을 제작, 암 치료에 이용하기 위하여 연구 중에 있다. 이 DNA 나노로봇은 혈액을 타고 몸 안에 있는 암세포를 찾아 돌아다닌다. 그러다가 암세포 표면에 있 는 특정 단백질과 만나면, 자물쇠 역할을 하던 DNA 구조가 바뀌면서 열리게 되고 그 안에 있던 항암물질이 암세포에 전달된다. 더욱이 DNA는 몸 안에서 거부 반응을 일으키지 않고, 또 자연적으로 분해된 다는 것도 장점이다.
이러한 나노로봇은 다양한 부분에 이용될 수 있을 것으로 생각된다. 특히 ‘병을 진단하고 치료하 는’ 나노로봇에 대한 기대가 크다. 아직까지는 꿈속에서, 아니면 소설이나 영화에서나 가능한 나노 로봇을 최종 목표로 하여 여러 분야의 과학자들이 연구를 하고 있다.
그렇다면 이러한 나노로봇을 개발하는 나노로봇 개발자들은 어떤 일들을 하며, 어떠한 능력이 필 요할까?
지금부터 혈관관련 질환에 대하여 알아보고 혈관수술용 나노로봇을 설계, 제작해보자.
생각 쑥쑥!
의료용 나노로봇이 할 수 있는 일들은 무엇일까요?
의료용 나노로봇은 어떻게 몸속을 자유롭게 이동할까요?
몸속의 시한폭탄... 동맥경화 꿈 키우기 1
창의적 설계
☺ 동맥경화에 대하여 알아봅시다.
물이 흐르고 있는 고무호수의 한 부분을 누르면 물 이 잘 흐르지 못하여 눌린 부분 앞쪽의 압력이 높아 져 결국 호스가 터지거나 수도꼭지에서 호스가 빠져 버린다. 우리 몸속 혈관도 좁아지면 혈액이 잘 흐르 지 못하고, 심지어 혈관이 터져 버리는 일이 발생한 다. 건강한 동맥은 혈관 안쪽이 매끄럽고 막힘이 없 는 구조를 하고 있다. 그러나 동맥의 안쪽 벽에 콜레 스테롤 등 지방질 물질이 쌓이면 혈관 벽이 좁아지 고 탄력성이 떨어지는데 이를 동맥경화증이라고 한 다. 동맥은 온몸으로 혈액을 공급하는 혈관이므로, 동맥이 좁아지거나 막히면 인체의 다른 기관들 은 산소를 제대로 공급받지 못하게 된다.
특히 심장근육에 산소와 영양소를 공급하는 심장동맥이 부분적으로 막히면 심장 근육의 산소 결 핍으로 인하여 가슴 통증(협심증)이 생긴다. 만약 심장동맥이 완전히 막혀버리면 갑자기 심장 발작 이 일어나 목숨을 잃을 수도 있다 또한 뇌에 산소를 공급하는 뇌동맥에 동맥경화가 생기면 뇌혈관 이 막히거나 터져, 뇌의 일부가 죽는 뇌경색이나 뇌출혈 등 심각한 부작용이 일어날 수 있다.
건강한 혈관 동맥경화로 혈관이 좁아진
경우 동맥경화로 혈관이 막힌 경우
막힌 혈관을 뚫어라!! 혈관 수술용 나노로봇 제작 꿈 키우기 2
창의적 설계
☺ 문제 상황
직장인 이창의 씨는 얼마 전부터 가슴이 답답하고, 심장부근의 통증으로 인하여 병원을 찾았다. 진단 결과 심장 부근의 혈관이 좁아져서 생기는 협심증으로 진단받고 수술을 해야 한다. 평소 병원에 가는 것을 싫어하여 가벼운 감기는 참고 넘어가는 이창의 씨는 수술이라 는 말에 덜컥 겁이 났다.
지금부터 수술을 대신하여 이창의 씨의 혈관을 수술할 수 있는 혈관 수술용 로봇을 설계, 제작해 보자.
[조건]
미션 1. 주어진 재료를 이용하여 너비가 2cm인 정해진 코스(혈관)를 지나 갈 수 있는 로봇 을 제작하시오.
미션 2. 파이프 안에 있는 솜(콜레스트롤)을 모아 밖으로 밀어 낼 수 있는 구조나 모양을 가진 로봇을 제작하시오.
☺ 문제 해결을 위한 아이디어 산출
주어진 문제를 해결하기 위하여 제작하고자 하는 혈관수술용 나노로봇이 가져야 할 구조나 기 능에 대한 아이디어를 떠오르는 대로 자유롭게 적어 봅시다.
☺ 혈관수술용 나노로봇의 스케치
미션에 대한 교사의 설명을 듣고, 로봇의 기능과 구조를 고려하여 제작하게 될 혈관수술용 나노 로봇을 스케치해 봅시다. 특히 로봇의 구동부를 지지하게 될 클립 부분과 액세서리가 미션을 수 행할 수 있는 구조인지 생각해 보며 그려봅시다.
① 로봇의 기능과 구조를 고려하여 미리 스케치한 대로 구동부를 지지하게 될 지지부를 클
☺ 혈관수술용 나노로봇의 제작
1. 로봇 몸체의 제작 가. 재료의 준비
명칭 규격 개수
모터 1
콘덴서 3V, 3F 1
건전지 홀더 3V 1
집게전전 검정, 빨강 각 1개
지우개, 클립 필요수량
나. 구동부의 제작
① 콘덴서의 긴쪽(+), 짧은쪽(-)을 같게 자른다.
② 모터의 전선을 걸 수 있도록 콘덴서의 다리에 고리를 만들어 준다.
③ 콘덴서 다리에 모터의 전선을 걸어 꼬아 연결하여 준다.
TIP. 모터의 붉은선과 검은선 구분을 하지 않고 콘덴서의 다리에 연결한다.
다. 지지부의 제작
립을 이용하여 제작한다.
Tip. 주어지는 클립의 개수는 여유가 있으므로 미션을 수행하기 위한 최적의 지지부를 제작할 수 있도록 창의적인 아이디어를 산출하여 본다.
② 제작된 지지부에 구동부를 스카치테이프나 글루건을 이용하여 고정하고, 지우개를 적당 량 잘라 모터에 꽂는다.
Tip. 미션을 위하여 제작된 클립 지지대의 모양이 서로 다르므로 미션을 수행할 수 있는 구 조와 형태로 클립지지부에 구동부를 올린다.
Tip. 모터에 꽂는 지우개는 편심을 위한 것으로 너무 많이 잘라 붙이지 않도록 한다.
라. 로봇의 충전 및 테스트
① 건전지 홀더에 집게전선을 색깔을 맞추어 연결한다.
② 검정 집게 전선은 콘덴서의 옆부분 (-) 표시가 되어 있는 다리에 연결한다.
③ 빨강 집게 전선은 콘덴서의 옆부분 (-) 표시가 되어 있는 반대 부분 다리에 연결한다.
바. 로봇의 충전 및 테스트
① 교사가 제시하는 코스를 완주할 수 있는지, 제작된 로봇이 미션을 수행할 수 있는지 확 인해보고 피드백하여 로봇을 수정한다.
② 로봇이 직진을 하지 않는다면 모터의 각도를 조절해 보고, 솜을 밀어 내지 못한다면 솜 을 밀어낼 수 있는 적절한 무게를 가질 수 있도록 지우개 등으로 무게를 추가한다.
③ 매뉴얼에 제시되어 있는 로봇의 모양은 예시이며, 실제 미션을 수행하기 어려운 구조로 제시되어 있다. 미션을 수행할 수 있는 창의적인 나노로봇을 고안해 보자.
2. 로봇 디자인
가. 제작된 로봇을 다음과 같은 조건을 고려하여 디자인해 봅시다.
[조건]
미션 1. 기능적으로 혈관을 잘 이동할 수 있어야 합니다.
미션 2. 구조적으로 튼튼해야 합니다.
미션 3. 외적인 아름다움이 느껴질 수 있어야 합니다.
나. 로봇 디자인을 위한 스케치
막힌 혈관을 뚫어라!!!
꿈 펼치기 감성적 체험
☺ 제작된 혈관수술용 나노로봇을 이용하여 주어진 미션을 완수하고, 결과를 기록하여 봅시다.
차시 1차시 2차시 3차시
미션 성공여부
☺ 제작된 혈관수술용 나노로봇이 미션을 성공하지 못했다면 성공하지 못한 이유를 로봇의 구조적, 기능적, 형태적 측면에서 분석하여 보고, 실현가능한 해결방법을 찾아 글이나 그림으로 표현해 봅시다.
구분 내용
구조적 문제
기능적 문제
형태적 문제
해결방안
의료용 나노로봇의 실제 꿈 펼치기
감성적 체험
☺ 우리 몸의 혈관은 심장에서 밀려나온 혈액으로 가득 차 있으며, 일정한 압력을 가지고 있다. 또 한 비교적 넓은 동맥과 정맥뿐만 아니라 매우 가는 모세혈관으로 구성되어 있다. 때문에 앞에서 체험한 미션상황과는 매우 다르게 혈관수술용 나노로봇이 혈관을 자유롭게 다니기에 어려운 환 경을 가지고 있다. 실제 몸에서 혈관수술용 나노로봇이 혈관 속을 자유롭게 다닐 수 있는 방법을 조사하고 발표해 보자.
☺ 나노로봇은 의료분야에서 다양한 형태로 이용될 것이다. 혈관수술용 로봇 이외에 나노로봇이 의 료분야에 이용될 수 있는 부분을 생각해보고, 의료용 나노로봇을 고안하여 발표해 보자
의료용 나노로봇 기능 및 역할
예시) 표적 약물치료 로봇
몸속의 특정 질병이 있는 부분의 찾아 필요한 부위에만 약물을 투여하는 나노 로봇
의료용 나노로봇 개발자는 어떤 일을 할까요?
꿈 다자기 1 진로설계
☺ 본 수업을 통해 알게 된 “의료용 나노로봇 개발자에 관한 모든 것”을 마인드맵 으로 표현해 봅시다.
의료용 나노로봇 개발자 되어보기
꿈을 위한 준비와 도전! 나의 진로는?
꿈 다자기 2 진로설계
☺ 의료용 나노로봇 개발자가 갖추어야 할 자질에는 어떤 것들이 있을까요?
지식 : 기술 : 인성․태도 :
☺ 만약 내가 ‘의료용 나노로봇 개발자’가 되고 싶다면, 아래 그림의 가운데에 나의 꿈(장래희망)을 적고, 그 꿈을 이루고 싶은 이유, 나의 강점, 부족한 점, 내게 필요 한 능력은 무엇인지 정리해 봅시다.
☺ ‘의료용 나노로봇 개발자’가 되기 위한 계획을 세워 봅시다.
시간 3년 후 6년 후 9년 후 12년 후
내 나이 해야 할 일
활동을 평가해 봅시다.
평가하기
☺ 활동한 내용에 대해 평가해 봅시다.
평가 방법
평가
영역 평가 내용
평가 기준 상 중 하
자기 평가
창의적 설계
• 주어진 문제를 해결하는데 있어서 창의적인 아이디 어를 산출하였는가?
• 토론 활동을 위하여 창의적인 아이디어를 산출하였 는가?
감성적 체험
• 활동에 있어서 자발적 동기유발을 느꼈는가?
• 즐거운 활동이었는가?
• 활동을 통하여 성취감을 느꼈는가?
진로 설계
• 본 활동을 통하여 진로 탐색의 경험을 하였는가?
• 의료용 나노로봇 개발자에 대한 흥미와 관심을 갖게
혈관수술 '나노로봇' 30년 후 상용화 꿈 도우미
학습안내자료
최첨단 나노기술이 의학발전에 획기적인 기여를 할 것으로 기대되고 있다. 체내에 투입돼 각종 질병을 치료할 수 있는 이른바 ‘나노로봇’의 출현이 바로 그것이다. 세계 과학 선진국들이 최근 암 치료 등에 활용할 수 있는 초소형 로봇 개발에 열을 올리면서 지난 87년 개봉돼 기계를 향한 인간 의 무한한 기대감을 자극시킨 영화 ‘이너스페이스(Inner Space)’에 나온 것처럼 혈관 속 적혈구를 헤치며 체내 곳곳을 탐험하는 초소형 잠수정의 출현이 가능할 것이라는 전망이다.
우선 영화 이너스페이스 속 초소형 잠수정을 가능하게 한 신비한 형태의 ‘축소 광선’은 아직까지 과학계에 존재하고 있지 않다. 하지만 과학계에는 ‘21세기 연금술’로 불리는 든든한 나노(Nano)기술 이 있다. 그리스어로 ‘난장이’를 뜻하는 나노스(Nanos)에서 유래된 나노과학은 크기의 관점에서 100 나노미터(㎚) 이하 크기의 현상을 연구하는 분야다. 1㎚(10억분의1m)는 머리카락 1개를 1만 번 자 른 크기이다.
이와 같은 나노기술의 발달로 인하여 나노로봇의 급속한 기술 진보 속도를 가늠하게 하는 굵직 한 개발 성과들이 세계 곳곳에서 잇따라 발표되고 있다.
일본 리츠메이칸대는 지난 3월 인체 내에 들어가 암세포를 파괴하는 초소형 의료로봇 시제품을 첫 공개했다. 작은 딱정벌레 모양의 이 로봇은 내부에 약물을 품고 체내에 들어가 머리에 부착된 마이크로 카메라로 환부를 확인, 약물을 투입하게 된다. 또 앞다리 끝에 달린 초정밀 가위로 환부 조직샘플을 채취할 수도 있다.
이스라엘 테크니온공대 오뎃 솔로몬(Oded Solomon) 박사 연구팀은 최근 혈류를 거슬러 올라가 는 능력까지 갖춘 지름 1mm의 초소형 의료용 로봇을 개발하는 데 성공했다. 특히 이스라엘 현지 언론에 따르면 이 나노로봇은 동맥과 정맥을 옮겨 다닐 정도로 뛰어난 성능을 구현하고 있는 것으 로 알려지고 있어 세계 과학계의 주목을 받고 있다. 인체 치료용 나노로봇이 극복해야 할 가장 큰 걸림돌 중 하나가 바로 혈관 속 이동 기술이기 때문이다.
우리 몸에 퍼져 있는 혈관의 총 길이는 12만5,000km로 지구 둘레를 두 바퀴 반을 감고도 남는 다. 이런 긴 혈관 내에 피를 돌리기 위해 심장에서 뿜어져 나오는 엄청난 압력을 헤치며 거슬러 오 르기란 결코 만만치 않다. 이처럼 중요한 기술적 난제들이 해결의 실마리를 보이면서 향후 수 십 년 내에 장기 곳곳을 치료하는 데 나노로봇이 보편적으로 활용될 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.
[출처] 국민일보| 기사입력 2005-10-03 15:35 | 최종수정 2005-10-03 15:35
스팀(STEAM) 프로그램 연구 ․ 개발자
연구팀
홍후조(고려대학교, 연구책임자), 유호신(고려대학교), 최연호(고려대학교), 민부자(고려대학교), 오현선(서울과학고등학교), 성의석(효문고등학교), 박혜림(서울신학대), 장소영(고려대학교)
교재 개발팀
임혜진(서현초등학교), 임유나(서울금산초등학교), 최창민(동패중학교), 조 용(덕수중학교), 김대준(세종과학고등학교), 박기석(고려대학교)
수업 적용팀
분당서현초등학교, 대청중학교, 반포고등학교
융합인재교육(STEAM) 프로그램
생명의 신비 , 우리의 미래
-중학교발행처 한국과학창의재단 발행인 강혜련