출처 ; 연합뉴스
링크 : https://v.daum.net/v/20261013050211000
요약 : 호주 맥쿼리대 피오렐라 라미레스에스키벨 박사팀은 길이 약 2mm인 꿀벌의 침이 변형되는 밸브 두 개를 갖춘 이중 피스톤 미세 펌프처럼 작동한다는 사실을 확인했으며 이는 미세유체 공학 및 생의학 분야에 활용할 펌프 장치 설계 영감을 줄 수 있다고 말했다. 일벌이 ‘자절(표적에게 침을 찌른 뒤 침을 몸에 남겨 두며 날아감)’을 하는데 이때 떨어져 나온 침은 스스로 표적 조직안으로 더 깊이 파고들며 독액을 펌프질해 주입한다. 박사는 독액이 꿀벌 침의 독주머니에서 밸브라는 공간으로 흘러들어가는 사실은 1910년에 알려져 있었지만, 작동 원리는 밝혀진 않았다고 지적했다. 연구팀은 작동 원리를 밝히기 위해 사람 피부를 모방한 투명 젤에 꿀벌이 침을 찌르도록 하고 고속 영상으로 침의 움직임을 촬영했고, 또한 마이크로 컴퓨터단층촬영으로 침의 구조 재구성, 작동 모형을 3차원으로 제작해 움직임과 액체의 흐름을 조사했다. 분석 결과, 침에는 두 개의 창이 있는데 각 창에는 밸브가 하나씩 붙어있고, 두 밸브는 펌프실 안에서 반대 방향으로 움직인다. 침을 찌른 뒤에 창들이 올리스테터라는 맞물림 구조를 따라 앞뒤로 움직이는 것으로 나타났으며, 이러한 움직임은 더 깊이 들어가게 할 뿐 아니라 독액을 펌프질하는 역할을 한다. 고속 영상 분석 결과 각각의 창의 밸브는 아래로 움직일 때는 부풀어 올라 피스톤처럼 독액이 뿜어지도록 아래로 압력을 가하고 위로 움직일 때는 남작하게 접히는 것으로 나타났으며, 이 때 밸브 자체에는 근육이 없어 밸브의 모양 변화는 창의 움직임에 의한 수동적인 것으로 추정됐다. 연구팀은 밸배가 내려갈 때는 펌프실을 밀페해 독액을 밀어내도록 압력을 가하고 상승 때는 독액이 다시 채워지도록 하면 역류를 줄일 수 있다고 말했고, 이어 두 밸브가 중간 지점에서 마주칠 때 모양을 다시 바꿔 서로 지나가는 것도 관찰됐다. 이처럼 밸브가 밀폐 상태를 유지하며 압력을 전달해 두 밸브가 독액을 연속적으로 밀어내는 것이 펌프의 핵심이라고 설명했다. 박사는 이 연구에서 침의 작동 부품을 확인하고 침의 작동원리를 규명했고, 펌프의 설계 원리는 최소 침습 의료기기나 인공 미세펌프 개발에 영감을 줄 수 있다고 덧붙였다.
내 생각 : 벌에 한 번도 쏘여본 적 없지만 벌의 침이 쏜 뒤에 남아있다는 것을 알고있었다. 그러나 이러한 침의 작동원리에 대해서는 한 번도 생각해본 적 없는데 그러한 원리가 이제야 밝혀졌다니 신기하다. 또 남겨진 침이 스스로 작동하며 독액을 우리의 피부에 주입하는 원리가 신기하고 이를 미래의 의료기술에 접목시킬 수 있다는 점에서 우리의 기술이 자연을 모방하고 있다는 생각을 하게되었다.