우주선 개발하던 엔지니어들은 어쩌다 인공호흡기를 개발했나

2020.06.26 06:00
미국항공우주국 제트추진연구소(NASA-JPL) 연구팀은 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산이 한창일 때 의료진을 위해 인공호흡기를 자체 개발했다. 미국식품의약국(FDA) 긴급승인을 받아 의료현장의 응급사태를 지원했다. NASA 제공
미국항공우주국 제트추진연구소(NASA-JPL) 연구팀은 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산이 한창일 때 의료진을 위해 인공호흡기를 자체 개발했다. 미국식품의약국(FDA) 긴급승인을 받아 의료현장의 응급사태를 지원했다. NASA 제공

미국의 게임용 고성능 컴퓨터 장비 제조기업 메인기어사는 지난 3월부터 회사가 생산하던 제품과 상관이 없는 인공호흡기를 제조하기 시작했다. 회사 설립자 월리스 산토스는 미국에서 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)이 맹위를 떨치기 시작하자 중증환자에게 꼭 필요하지만 물량이 부족하던 인공호흡기 개발을 지시했다. 산토스 설립자는 이달 20일 국제전기전자공학회(IEEE)가 발행하는 공학잡지 '스펙트럼’과 인터뷰에서 “페이스북의 친구들이 차례로 가족이나 친구를 잃는 모습을 보며 큰일이 났다고 생각했다”며 “인공호흡기 개발하자는 의견이 나왔을 때 ‘복잡한 수냉식 냉각기도 만드는데 인공호흡기를 못 만들 이유가 있나’라고 생각하고 개발에 뛰어들었다”고 밝혔다.

 

코로나19가 걷잡을 수 없이 확산하면서 병원은 물론 의료기기 업체들까지 당황하는 사이 비의료 분야에서 활동하던 전세계 엔지니어들이 조용한 기술 혁명을 이끌고 있다. 미국과 유럽의 크고 작은 연구기관과 기업의 엔지니어들은 자신들의 장기를 살려 저마다 개성 넘치는 인공호흡기를 단기간에 세상에 내놓고 있다. 인류 전체 당면 과제로 떠오른 감염병을 극복할 공학의 연대라는 평가가 나올 정도다.

 

인공호흡기는 호흡이 곤란한 환자 폐에 산소를 넣고 이산화탄소를 빼내는 의료장비다. 세균이나 바이러스의 오염이 없어야 하고 온도와 습도를 적절하게 관리해야 한다. 마스크나 튜브를 이용해 산소를 공급하기 때문에 위생 관리도 필수다. 중증 환자가 장비를 제대로 착용하고 있는지 감지하는 센서와 호흡률을 측정하는 장치도 들어간다. 이 모든 과정을 며칠이고 고장 없이 수행하는 견고함도 갖춰야 한다.

 

메인기어사는 일반 응급용 인공호흡기 구조를 활용하되 감염성이 강한 코로나19 바이러스 특성을 고려해 환자 몸에 닿는 부품을 일회용으로 바꾼 새 인공호흡기를 선보였다. 여기에 표면을 자신들이 평소 제작하던 게임용 컴퓨터 외장처럼 바꿔 견고성과 위생을 보완했다. 환자 호흡을 스마트폰으로 관리하는 앱(응용프로그램)도 개발했다.  메인기어사는 미국식품의약국(FDA) 승인만 받으면 곧바로 양산에 들어갈 채비를 마쳤다. 

 

미국의 게임 컴퓨터 기업 메인기어사는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산이 한창일 때 의료진을 위해 인공호흡기를 자체 개발했다. 관련 제품을 개발해 본 경험이 없지만, 컴퓨터 관련 기계장치 개발 경험을 이용해 의료진을 지원했다. 메인기어 제공
미국의 게임 컴퓨터 기업 메인기어사는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산이 한창일 때 의료진을 위해 인공호흡기를 자체 개발했다. 관련 제품을 개발해 본 경험이 없지만, 컴퓨터 관련 기계장치 개발 경험을 이용해 의료진을 지원했다. 메인기어 제공

자동차 브레이크 페달을 제작하는 댄무어사는 흔히 ‘암부백’이라고 불리는 풍선처럼 생긴 환기보조장비를 압축해 공기를 밀어내는 방식으로 산소를 공급하는 인공호흡기를 개발해 FDA로부터 긴급사용승인까지 받았다. 민간 우주기업 버진오빗도 우주선에 들어가는 환기보조장치를 만들던  엔지니어를 긴급 투입해 3일만에 인공호흡기 수백 대를 제조해 긴급사용승인을 받았다. 버진오빗은 인공호흡기에 들어가는 모터 등 기본 부품 하나하나를 새로 개발하는 대신 어디서나 쉽게 구할 수 있는 자동차용 와이퍼 부품을 활용하는 식으로 ‘뚝딱’ 개발을 마쳤다.

 

연구기관과 대학도 나섰다. 미국항공우주국(NASA)의 제트추진연구소의 엔지니어들은 커피를 마시며 코로나19 걱정을 하다가 인공호흡기를 개발하기로 의기투합했다. 이들은 불과 5일 만에 저렴하고 성능 좋은 인공호흡기 시제품을 완성했다. 연구팀은 “개발은 금세 마쳤지만 500쪽이 넘는 기술 문서를 외부 전문가와 만들어 FDA 긴급사용승인을 받는 절차가 더 힘들었다”고 밝혔다.

 

미국의 우주기업 버진오비트사는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산이 한창일 때 의료진을 위해 인공호흡기를 자체 개발했다. 버진오비트는 ″우주공학 엔지니어를 투입해 우주선 개발이 다소 지연됐지만, 코로나19 극복이 더 우선이었다″라고 말했다. 버진오빗 제공
미국의 우주기업 버진오비트사는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산이 한창일 때 의료진을 위해 인공호흡기를 자체 개발했다. 버진오비트는 "우주공학 엔지니어를 투입해 우주선 개발이 다소 지연됐지만, 코로나19 극복이 더 우선이었다"라고 말했다. 버진오빗 제공

미국 미네소타대는 의료장비기업 보스턴 사이언티픽과 함께 1개에 1000달러(110만 원)에 불과한 값싸고 간단한 인공호흡기를 개발했다. 영국은 공학 기술을 확보한 대기업의 참여가 두드러졌다. 영국 국립보건서비스(NHS)가 인공호흡기 부족을 호소하며 1만 대가 필요하다고 요청하자 공학기업들이 손을 걷어부쳤다. 유럽의 항공우주기업인 에어버스와 자동차기업 롤스로이스는 3월 의료기기 제조기업 펜론 사를 도와 인공호흡기를 대량생산해 정부에 공급했다. 

 

아예 신개념 인공호흡기 개발에 나선 대기업도 있다. 가전용품회사 다이슨과 방산기업 밥콕은 영국의 급격한 코로나19 확산에 발 맞춰 긴급히 인공호흡기를 개발했다. 다이슨의 엔지니어들은 2주만에 시제품을 개발했고 임상시험도 마쳤다. 다만 한 달 뒤인 4월 말 영국 정부가 생각보다 수요가 많지 않다며 주문을 취소했다. 이미 개발에 2000만 파운드(약 300억 원) 이상 들어간 상태다. 다이슨 설립자 제임스 다이슨 경은 “위급한 감염병 사태에 대응하려는 국가적 노력에 공헌했던 것을 후회하지 않는다”라고 밝혔다. 앞서 영국에서는 자동차기업인 르노 등이 참여하는 컨소시엄이 인공호흡기 개발에 나서기도 했다. 

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