문진산 수의연구관
농림축산검역본부 동물약품관리과 의료기기계
작동 방식 따라 3가지 형태로 구분
압축가스 이용 피부 관통→전달→확산
여러 실험서 면역반응 강화 효과 입증
가스 조달 불편 없앤 제품도 개발 돼
■무침주사기 형태 및 제품 종류
무침주사기는 초기에 제트 주입기라고 불렸고 1930년대에 사람에서 발달되었다. 또한 대량의 인체 백신 시스템을 이용한 홍역과 천연두, 소아마비 바이러스 백신에서 50년이 넘게 사용되어 왔다. 기기의 압축에 의해 백신을 작은 관의 구멍을 통해 흐르게 해 체내 피하조직과 피부에 관통하도록 했다. 이러한 무침주사기는 작동 형태에 따라 스프링 방식의 주사기와 배터리(충전기) 및 가스 동력식 주사기 3가지로 구분되어진다.
스프링 방식의 무침주사기는 낮은 비용으로 이용이 가능하지만 제한된 범위에서 사용이 가능하면서도 다양한 이용성을 나타내기에 약품의 피부 진피층에 주로 사용되는 방식이다. <그림 2>의 왼쪽 주사기는 프랑스에서 제조되어진 Dermo-jet Vacci Jet 무침주사기로 1 dose 당 투여량은 0.1ml이며 권총 모양으로 되어 있어 사용이 용이해 다양한 백신 접종 시 사용되고 있다.
충전기 동력방식의 무침주사기인 Intra Dermal Application of Liquids (IDAL)은 소형이면서 무선의 일체형으로서 튜브 및 가스통이 없어 사용에 있어서 조작이 쉽고 자동세척시스템에 의하여 청소가 용이하여 관리에 있어서도 편리하다. 또한 피내 접종용 무침주사기이기 때문에 두당 0.2ml의 소량 접종이 가능하며 1회 충전으로 1천회 이상 접종할 수 있다. 이 제품은 돼지 PRRS 백신 전용 피내접종용 무침주사기로 지난해 동물용 의료기기로 우리나라에서 허가 받았다.
압축된 가스 동력방식의 무침주사기는 앞서 소개한 두 가지 형태보다 대용량의 전달이 가능하며 압력에 의하여 피내, 피하, 근육 내 주사의 조절이 가능하기 때문에 돼지 백신 접종 시 많이 활용되고 있다. 하지만, 이산화탄소 가스 및 부품 사용에 따른 불편함이 있다.
이러한 다양한 제품 중 국내에서 FMD 상용오일백신 접종 확대적용 실험에 사용되었거나 현재 사용 중인 것으로는 스프링 형태의 프랑스의 Dermo-jet Vacci Jet 제품과 네덜란드 인터벳(Intervet)에서 생산되고 있는 배터리 전동방식의 IDAL 제품이다<그림 2>.
■돼지에서 무침주사기 사용 및 면역증진 효과
무침주사기는 대량의 백신 사용을 위해 동물에서 활용되어 왔고 다양한 깊이의 돼지 조직에서 표적 물질을 전달할 수 있다. 피부 진피에서부터 근육까지 주입기에 의한 동력에 근거하여 상황에 따라 다르게 사용이 가능하다. 돼지에서 무침주사 기술력은 편리하고 정확하며 재빠르게 항생제, 덱스트란-철분제재, 백신을 전달하는데 활용되고 있다. 압축된 가스에 의하여 실행되는 무침주사 기술은 백신을 작은 구멍을 통해 신속히 전달한다. 유체의 충격으로 인해 피부를 관통하며 하나의 분리된 형태로 피부를 통해 백신을 전달한다. 무침주사기는 0.3초미만의 총 시간을 필요로 하는 세 단계 즉, 피부 관통, 전달, 확산과정으로 구성되어지며<그림 3> 이러한 목표 달성을 위해서는 최적의 압력이 사용되어진다.
적정 압력상태는 백신의 종류, 동물 축종에 적합한 조직에 의해 결정되어진다. 확산 영역이 동물의 항체에 대한 면역반응에 영향을 미치는 주요 고려사항이다. 주사침에 의한 주사는 주사침 끝부분에 인접한 조직에 덩어리 생성을 초래하지만 무침주사기는 피부조직 내에 백신의 확산을 향상시켜준다.
이는 항원전달세포의 노출을 증가시키므로 면역반응을 강화시킨다. 즉 피부(표피 및 진피)와 피하조직에는 수지상세포와 같은 항원전달세포들이 많이 함유돼 있어 체내 가장 큰 면역조직을 형성하고 있다. 사람, 쥐, 돼지의 연구에서 항원을 주사 시 피부와 피부조직에 있는 항원전달세포(수지상세포)의 수가 증가하며 이들 세포는 림프절로 이동해 세포성 면역반응에 관여하는 T 림프구를 효과적으로 자극(활성화)하여 면역반응을 강화시키는 것으로 보고되었다.
무침주사의 백신전달은 사람을 포함하여 개, 고양이, 소, 토끼를 포함한 종까지 영역이 확대되어 폭넓게 연구되었다. 여러 연구를 통해 초기의 주사침 백신전달과 비교했을 때 면역반응을 촉진하는 무침주사의 전달과 그에 따른 결과가 증명되었다. 예를 들면 3배의 정량에 해당하는 말라리아 항원을 암호화한 플라스미드와 토끼백신을 무침주사침 주입기로 접종하면 초기의 주사침 주사기를 이용한 근육 내 주사접종보다 8배에서 50배까지 더 놓은 항체 역가를 나타내었다. 또 다른 연구에서 개 백신을 피하 또는 근육 내에 인체 성장호르몬을 발현하는 플라스미드와 동시에 무침주사기로 접종하면 3에서 20배가 높은 항체가를 나타내었다. 많은 인체실험에서도 무침주사기를 사용할 경우에 면역반응을 촉진하는 것이 증명되었다. 돼지에서도 무침주사기를 이용하여 마이코플라즈마 폐렴, 흉막폐렴, PRRS, 돼지인플루엔자, 돼지오제스키병 등 다양한 질병의 상용백신에 대하여 효과를 조사하였다. 그 결과 무침주사기를 사용하여 백신을 접종할 경우에 주사침 주사기를 사용한 근육 내 백신접종과 비교 시 동일하거나 그보다 더 높은 면역반응을 나타내었다. 이와 같이 사람을 포함하여 다양한 동물실험에서 무침주사기는 주사침 또는 근육주사보다도 피부를 관통하는 항원의 폭넓은 확산에 의하여 면역을 촉진하여 각종 감염병에 대항 저항력을 높이고 세균 및 바이러스의 확산을 감소한 것으로 평가되었다.
■마무리하면서
무침주사기 사용 시 접종으로 인한 주사침의 손상과 돼지간의 주사침으로 인한 감염 전파의 위험성이 없으며 통증을 최소화함으로써 동물복지 차원에서 우수하다는 장점이 있다. 특히 주사침 손상 문제를 근본적으로 해결할 수 있기 때문에 무침주사기는 안전한 먹거리에 대한 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있는 혁신적인 제품이다. 최근 충전기 또는 가스동력 전달기를 활용하는 포터블(이동식)형 무침주사기를 비롯하여 가스 조달의 불편함을 없애고 안정적인 압력으로 원하는 주사방식(근육, 피하, 피내)을 선택하여 작업할 수 있는 제품 등 다양한 형태의 무침주사기가 개발되어 양돈 현장에 사용되고 있다. 무침주사기가 국내 양돈 산업 발전에 많은 도움이 되기를 기대해 본다. <끝>
저작권자 © 양돈타임스 무단전재 및 재배포 금지
