주사기
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1. 개요
주사기는 액체나 기체를 신체 조직에 주입하거나 제거하는 데 사용되는 의료 기구이다. 로마 시대부터 사용되었으며, 19세기 샤를 프라바즈와 알렉산더 우드에 의해 현대적인 피하 주사기가 발명되었다. 주사기는 주사통, 주사간, 주사침으로 구성되며, 의료용, 실험용, 요리용 등 다양한 용도로 사용된다. 의료용 주사기는 일회용 플라스틱 주사기로 대체되어 감염 위험을 줄였으며, 인슐린 주사기, 자가 주사형 주사기 등 특수한 목적의 주사기도 개발되었다. 최근에는 바늘 없는 무침 주사기도 개발되고 있다. 주사기 오용은 감염병 확산, 의료 폐기물 문제 등을 야기하며, 일부 지역에서는 판매 및 소지를 규제하기도 한다.
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| 주사기 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 분류 | 의료 기기 |
| 산업 | 보건 산업 |
| 용도 | 주사 |
| 발명가 | 샤를 프라바 (나사) 알렉산더 우드 (플런저) |
| 발명 연도 | 1853년 |
| 설명 | |
| 정의 | 액체를 인체 내에 주입하거나 인체에서 빼낼 때 사용하는 의료 기기 |
| 역사 | |
| 초기 주사기 | 17세기: 액체 투여 시도 1853년: 프랑스의 외과 의사 샤를 프라바, 은으로 만든 주사기 발명 동시대: 스코틀랜드의 의사 알렉산더 우드, 피하 주사에 사용 |
| 현대 주사기 | 20세기 중반: 대량 생산 가능한 일회용 플라스틱 주사기 개발 감염 위험 감소, 의료 행위 접근성 향상 |
| 종류 | |
| 용도에 따른 분류 | 일반 주사기: 액체 약물 투여 인슐린 주사기: 당뇨병 환자의 인슐린 투여 BCG 주사기: 결핵 예방 백신 투여 루어락 주사기: 바늘 고정 방식의 주사기 안전 주사기: 사용 후 바늘 자동 보호 기능 |
| 재질에 따른 분류 | 유리 주사기: 재사용 가능, 소독 필요 플라스틱 주사기: 일회용, 감염 위험 감소 |
| 구성 요소 | |
| 몸통 (배럴) | 액체 저장, 눈금 표시 |
| 플런저 (피스톤) | 액체 주입/흡입 |
| 바늘 (니들) | 피부 관통, 약물 전달 |
| 바늘 보호 캡 | 바늘 오염 방지, 안전 관리 |
| 사용 방법 | |
| 준비 단계 | 손 소독 주사기, 약물 확인 공기 제거 |
| 주사 과정 | 주사 부위 소독 피부 고정 바늘 삽입 약물 주입 바늘 제거 압박 및 소독 |
| 폐기 | 안전하게 폐기 (전용 용기) 재사용 금지 |
| 위험성 및 부작용 | |
| 감염 위험 | 부적절한 소독 재사용 |
| 통증, 출혈, 멍 | 주사 부위 개인차 |
| 알레르기 반응 | 약물 라텍스 (일부 주사기) |
| 신경 손상 | 드물게 발생 잘못된 주사 위치 |
| 주의사항 | |
| 1회용 사용 | 재사용 금지 |
| 안전한 폐기 | 감염 예방 |
| 의료 전문가 지도 | 자가 주사 시 |
| 알레르기 병력 확인 | 약물 투여 전 |
| 기타 | |
| 관련 질병 | 에이즈 C형 간염 |
| 관련 통계 | 2014년 위험한 주사로 인해 2백만 명 감염 RTS 정보 (프랑스어) |
2. 역사
- 9세기: 이라크/이집트 외과의사 아마르 이븐 알리 알-마우실리는 속이 빈 유리관과 흡입을 사용하여 환자의 눈에서 백내장을 제거하는 주사기를 묘사했으며, 이 관행은 적어도 13세기까지 사용되었다.[33]
- 콜럼버스 이전 시대 아메리카 원주민들은 "속이 빈 새 뼈와 작은 동물 방광"을 사용하여 초기 피하 주사 바늘과 주사기를 만들었다.[34][35]
- 1650년: 블레즈 파스칼은 현재 파스칼의 원리라고 불리는 것의 응용으로 주사기(반드시 피하 주사기는 아님)를 발명했다.
- 1844년: 아일랜드 의사 프랜시스 린드는 속이 빈 바늘을 발명하고 이를 사용하여 최초로 기록된 피하 주사를 실시했는데, 특히 신경통 치료를 위한 진정제를 사용했다.
- 1865년: 찰스 헌터는 "피하"라는 용어를 만들었으며, 플런저를 누를 때 바늘이 주사기 끝에서 빠져나오지 않도록 바늘을 제자리에 고정하는 주사기 개선을 개발했다. 그는 통증 완화 주사는 통증 부위뿐만 아니라 신체의 어느 곳에서나 투여할 수 있으며 효과가 있다는 연구 결과를 발표했다.[36]
- 1867년: 런던 의학 외과 학회는 주사된 마약이 일반적인 효과를 가지는지(헌터 주장) 또는 국소적으로만 작용하는지(우드 주장)를 조사했다. 동물 실험을 실시하고 더 넓은 의료계의 의견을 구한 후, 헌터의 주장에 동의했다.[36]
- 1899년: 레티샤 멈포드 기어는 한 손으로 조작할 수 있고 자가 투여 직장 주사에 사용할 수 있는 주사기에 대한 특허를 받았다.[37][38]
- 1921년: 인슐린이 발견되면서 주사기 시장과 약액 개발이 시작되었다.
피하 주사기 개발 시기는 1850년부터 1910년까지로, 프랑스, 영국, 독일을 중심으로 각지의 의료 기구 공방이 임상 의사와 협력하여 다양한 형태의 피하 주사기를 개발하고 제조 판매했다.[41]
유럽의 옛 의료에서는 하제, 관장, 사혈이 많이 적용되었는데, 프랑스의 정형외과 의사 샤를 프라바(1791-1853)는 정맥류에 약물을 주입하기 위해 관장기의 형태를 참고하여 1852년에 은제 주사기를 제작했다. 그러나 프라바가 사용한 주사기는 현대의 피하 주사기와는 형태가 달랐다.[41]
1853년 스코틀랜드의 알렉산더 우드가 신경통 환자에게 진통제를 주사한 것이 주사기를 이용한 최초의 피하 주사로 알려져 있다.[43]
1860년대에는 독일 출신 루엘(Georg Wilhelm Amatus Lüer (Lueer, Luër), 1802-1883)이 많은 형식의 주사기를 창안하여 프랑스와 독일을 중심으로 이용하게 되었다.[41]
1952년 미국에서 플라스틱으로 된 일회용 주사기가 만들어졌다. 테르모는 특수한 주사침인 나노패스33을 개발했고, 오카노 공업은 나노패스33의 금형 성형 공정을 개발했다.
2. 1. 고대
최초의 피스톤 주사기는 로마 시대에 사용되었다. 아우렐리우스 코넬리우스 켈수스는 기원후 1세기경 자신의 저서 《의학에 관하여》에서 이러한 기구를 사용하여 합병증을 치료했다고 언급했다.[32]
2. 2. 피하 주사기 발명
1853년 프랑스의 샤를 프라바즈와 스코틀랜드의 의사 알렉산더 우드가 피하주사기를 발명했다.[58] 초기에는 유리로 만들어졌으나, 1956년 뉴질랜드의 약학자 콜린 머독이 플라스틱 일회용 주사기를 개발하면서 주사기 재사용으로 인한 에이즈나 기타 질병 감염을 예방할 수 있게 되었다.[58]1946년 영국의 챈스 브라더스는 교환 가능한 배럴과 플런저가 있는 최초의 완전 유리 주사기를 생산하여 부품을 일치시킬 필요 없이 대량으로 살균할 수 있게 했다. 1949년 호주 발명가 찰스 로타우저는 세계 최초의 플라스틱 일회용 피하 주사기를 만들었으며, 1951년에는 열 살균이 가능한 플라스틱인 폴리프로필렌으로 만든 최초의 사출 성형 주사기를 생산했다.
2. 3. 한국의 주사기 역사
한국에서는 1970년대 초, 중학교 예방 접종에 무침 주사기(일명 '철포 주사')가 사용되었으나, 신경 섬유 손상 및 감염 문제로 인해 1994년에 사용이 중단되었다. 1970년에 국립보건연구원(구 国立衛生試験所일본어)의 검사에서 멸균이 불충분한 것이 발견되었기 때문에 방사선에 의한 멸균도 인정되게 되었다.[44]3. 구성
일반적인 주사기는 주사통(실린지), 주사간(플런저), 주사침으로 구성된다.[40][41]
주사통은 유리 또는 수지로 제작된다.[40] 플라스틱 주사기의 경우 기밀 유지를 위해 주사간(플런저) 끝에 고무 가스켓이 부착되며, 실리콘 오일이 윤활제로 사용되기도 한다.[40]
주사통 끝부분은 다양한 형태가 있는데, 바늘을 꽂기만 하는 루어 팁(Luer Tip), 바늘을 고정하는 루어 락(Luer Lock), 카테터 팁(Catheter Tip) 등이 있다.[40] 주사침이 미리 결합된 주사통은 바늘 부착 주사통이라고 한다. 이 외에도 바늘 찔림 사고 방지 기구가 부착된 주사기, 짧은 시간 동안의 정맥 주사를 위한 날개형 주사침, 무침 주사기 등 용도에 따라 다양한 형태가 있다. 주사침과 주사통은 꽂아서 연결하는 타입과 일체형으로 제조되는 타입[42]이 있다.
4. 종류 및 용도
주사기는 용도에 따라 다양한 종류가 있다.
- 의료용:
- 일반 주사기: 피하 주사 바늘과 함께 액체나 가스를 신체 조직에 주입하거나 제거할 때 사용된다. 공기 색전증을 예방하기 위해 주사기 안의 공기를 제거해야 한다.
- 인슐린 주사기: 당뇨병 환자가 인슐린을 자가 주사할 때 사용하며, 짧고 가는 바늘, 인슐린 단위 표시, 낮은 데드 스페이스 등의 특징이 있다.
- 독액 추출 주사기: 뱀에 물린 상처 등에서 독을 빨아내는 데 사용되지만, 효과는 입증되지 않았다.
- 구강 주사기: 액체 약물을 정확하게 측정하여 경구 투여할 때 사용된다.
- 치과용 주사기: 치과의사가 마취제를 주입할 때 사용하며, 카트리지 형태의 마취 용액을 사용한다.
- 용량 절약형 주사기: 백신 등 약물의 잔량을 최소화하여 효율적인 사용을 돕는다. 코로나19 범유행 기간 동안 백신 접종에 사용되었다.
- 자가 주사형 주사기: 당뇨병 환자의 인슐린 주사, 벌의 아나필락시스 쇼크에 사용하는 아드레날린 주사기(에피펜) 등이 있다.
- 무침 주사기(제트 인젝터): 예방접종 등에 사용되는 주사 바늘이 없는 장치이다. 압축 공기로 약물을 주입하며, '철포 주사'라고도 불린다. 일본에서는 1970년대 초·중학교 예방 접종에 사용되었으나, 신경 섬유 손상 문제로 1994년에 사용이 중단되었다.
- 비의료용:
- 실험용: 연구 실험실에서 용매 및 시약을 측정하고 옮기는 데 사용된다.
- 요리용: 고기에 주스를 주입하거나 페이스트리 안에 속을 채울 때 사용된다.
- 기타: 만년필 잉크 충전, 접착제 주입, 윤활제 주입, 작은 포유류 수유 등에 사용된다.
의료용 주사기는 대부분 플라스틱으로 만들어져 일회용으로 사용되지만, 과거에는 유리로 만들어져 멸균 후 재사용되기도 했다.
4. 1. 의료용
피하 주사 참조
주사기 및 바늘 시장 분야에는 일회용 및 안전 주사기, 주사 펜, 무침 주사기, 인슐린 펌프, 특수 바늘이 포함된다.[2] 피하 주사기는 피하 주사 바늘과 함께 사용하여 액체 또는 가스를 신체 조직에 주입하거나 인체에서 제거한다. 혈관에 공기를 주입하는 것은 공기 색전증을 유발할 수 있으므로 위험하다. 주사기에서 공기를 제거하여 색전증을 예방하는 방법은 피하 주사기를 위로 향하게 잡고 두드린 다음 혈류에 주입하기 전에 소량의 액체를 배출하는 것이다.
주사기의 배럴은 플라스틱 또는 유리로 만들어졌으며, 일반적으로 주사기의 액체 부피를 나타내는 눈금이 표시되어 있으며 거의 항상 투명하다. 유리 주사기는 멸균 오토클레이브에서 처리할 수 있다. 플라스틱 주사기는 2부분 또는 3부분 디자인으로 제작할 수 있는데, 3부분 주사기는 플라스틱 플런저/피스톤과 고무 팁으로 구성되어 피스톤과 배럴 사이에 밀봉을 생성한다. 2부분 주사기는 별도의 합성 고무 피스톤 없이 플라스틱 플런저와 배럴 사이에 완벽한 핏을 만들어 밀봉을 생성하도록 제조된다. 2부분 주사기는 3부분 플런저의 윤활에 필요한 실리콘 오일과 같은 추가 재료의 도입을 방지하기 위해 전통적으로 유럽 국가에서 사용되었다.[3] 대부분의 현대 의료용 주사기는 플라스틱으로 만들어졌는데, 이는 한 번만 사용한 후 폐기할 수 있을 정도로 저렴하여 혈액 매개 질환의 확산 위험을 줄이기 때문이다. 바늘과 주사기의 재사용은 특히 HIV와 간염과 같은 질병을 정맥 주사 약물 사용자들 사이에서 확산시켰다. 주사기는 또한 당뇨병 환자들이 하루에 여러 번 인슐린을 주사해야 하므로 자주 재사용되는데, 이는 많은 사람들에게 경제적인 문제가 된다. 주사기와 바늘은 한 사람만 사용해야 하며, 피부에서 혈류로 세균이 유입되어 심각하고 때로는 치명적인 감염을 유발할 수 있으므로 주의해야 한다.[4] 의료 환경에서 일회용 바늘과 주사기를 사용하면 교차 오염의 위험을 효과적으로 줄일 수 있다.[5]
의료용 주사기는 어린 아이나 동물에게 액체 약을 경구 투여하거나, 작은 어린 동물에게 우유를 공급할 때 바늘 없이 사용되는 경우가 있다. 이는 용량을 정확하게 측정할 수 있고, 약을 측정 숟가락으로 마시도록 설득하는 대신 대상의 입에 약을 뿜어 넣는 것이 더 쉽기 때문이다.
인슐린 사용자용 주사기는 표준 U-100 인슐린용으로 설계되었다. 인슐린의 희석은 인슐린 액체 1mL가 100 표준 "단위"의 인슐린을 갖도록 한다.[6] 인슐린 바이알은 일반적으로 10mL이므로 각 바이알에는 1000단위가 있다.
인슐린 주사기는 자가 주사를 위해 특별히 제작되었으며 다음과 같은 특징이 있다.
- 더 짧은 바늘: 인슐린 주사는 근육 내 주사가 아닌 피하 주사(피부 아래)이기 때문이다.[7]
- 통증을 줄이기 위해 더 가는 바늘[7]
- 인슐린 단위로 표시되어 있어 인슐린의 정확한 용량을 쉽게 주사[8]
- 다양한 강도의 인슐린을 잘못된 순서로 주사하여 발생하는 합병증을 줄이기 위한 낮은 데드 스페이스[9]
내장된 탱크(용기)에서 각 주사 후 재충전하도록 설계된 주사 바늘은 한 번의 충전으로 여러 번 또는 많은 주사를 할 수 있다. 이는 바늘을 통한 교차 감염의 위험 때문에 사람에게는 많이 사용되지 않는다. 예외는 당뇨병 환자가 사용하는 개인용 인슐린 자동 주사기와 약물 투여 후 미리 채워진 식염수 세척액을 전달하기 위한 이중 챔버 주사기 디자인이다.[21]
독액 추출 주사기는 일반 주사기와는 다른데, 대개 상처를 찌르지 않기 때문이다. 가장 흔한 유형은 피해 부위에 대고 주사기 피스톤을 당겨서 독을 빨아내는 진공 상태를 만드는 플라스틱 노즐을 가지고 있다. 뱀에 물린 상처를 이 방법으로 치료하려는 시도는 효과가 없고 추가적인 부상을 초래할 수 있으므로 권장되지 않는다.[22]
이러한 유형의 주사기는 때때로 피부에서 인간 구더기 유충을 추출하는 데 사용된다.[23]
구강 주사기는 액체 약물의 용량을 정확하게 측정하는 데 사용되는 계측기로, 밀리리터(mL)로 표시된다. 바늘이나 다른 장치를 나사로 조일 필요가 없기 때문에 나사산이 있는 팁이 없다. 내용물은 주사기에서 사람이나 동물의 입으로 직접 뿜거나 빨아들인다. 구강 주사기는 1–10 mL 이상 다양한 크기로 제공되며, 일반적으로 루어 팁이 있는 표준 주사기와 구별하기 위해 보라색으로 되어 있다.[24] 가장 일반적으로 사용되는 크기는 1 mL, 2.5 mL, 3 mL, 5 mL 및 10 mL이다.[25]
치과용 주사기는 치과의사가 마취제를 주입하는 데 사용한다.[26] 이는 마취 용액이 들어있는 밀봉된 카트리지가 장착된 브리치 로딩 주사기로 구성된다. 1928년, 바이엘 치과는 등록 상표 Carpule®로 밀봉된 카트리지 시스템을 개발, 명명, 생산했다. 현재 상표 소유자는 쿨처 치과 GmbH이다. 카풀은 오랫동안 치과용 마취 제품에 사용되어 왔다. 이는 사실상 바닥이 없는 플라스크이며, 바닥은 카트리지 본체에서 미끄러질 수 있는 엘라스토머 플러그로 대체된다. 이 플러그는 주사기의 플런저에 의해 밀려진다. 목은 고무 캡으로 닫혀 있다. 치과의사는 카트리지를 직접 스테인리스강 주사기에 넣고, 양쪽 끝이 뾰족한 (일회용) 바늘을 사용한다. 카트리지 쪽에 놓인 팁이 캡슐을 관통하고 피스톤이 제품을 밀어낸다. 따라서 사용 중 제품과 주변 공기 사이에는 접촉이 없다.
구강 관개(치과의사가 작업하는 부위에서 이물질을 제거하는 청소)를 목적으로 물, 압축 공기 또는 미스트(물과 압축 공기의 조합으로 형성)를 구강에 공급하는 데 사용되는 보조 도구(일반적으로 치과용 엔진의 일부)도 치과용 주사기 또는 치과용 관개 노즐이라고 한다. 3방향 주사기/노즐은 공기, 물 또는 가압 공기와 물의 흐름을 결합하여 생성된 미스트를 공급하는 별도의 내부 채널을 가지고 있다. 주사기 팁은 필요할 때 주 본체에서 분리하여 교체할 수 있다.
영국과 아일랜드에서는 수동으로 작동하는 손 주사기를 사용하여 환자의 잇몸에 리도카인을 주사한다.[27][28][26]
용량 절약형 주사기는 플런저를 누른 후 실린더에 남아있는 액체의 양을 최소화하는 주사기이다. 이러한 주사기는 바늘과 주사기가 결합되어 있으며, 바늘 허브에서 액체를 배출하기 위한 플런저 표면의 돌출부가 특징이다. 이러한 주사기는 백신 공급이 부족했던 코로나19 범유행 기간 동안 특히 인기가 있었다.[29]
4. 2. 비의료용
- 실험용: 의료 등급 일회용 피하 주사기는 편의성과 저렴한 비용으로 인해 연구 실험실에서 자주 사용된다. 정밀도가 높게 요구되지 않는 용매 및 시약을 측정하고 옮기는 데 자주 사용되며, 마이크로리터 주사기를 사용하여 주사기 배럴로 작은 직경의 모세관을 사용함으로써 화학 물질을 매우 정확하게 측정하고 투여할 수 있다. 유기 화학에서는 무수 실험이나 불활성 가스(질소나 아르곤) 조건에서 수행하는 실험 시에 사용할 수 있으며, 이 경우 유기 용매에 의해 주사기가 녹지 않도록 유리로 만들어지는 경우가 많다. 물리 실험 등에서 액체나 기체의 주입, 부피 측정, 간단한 가압 등에 사용된다.[2]
- 요리용: 주사기는 고기 안에 주스를 주입하여 풍미와 질감을 향상시키거나, 제빵 시 페이스트리 안에 속을 채우기 위해 사용될 수 있다. 이러한 주사기는 배럴을 포함하여 스테인리스 스틸 부품으로 만들어지는 경우가 일반적이다.
5. 주사침
주사 바늘은 주사기 끝부분에 부착하여 사용되며, 수지 재질의 바늘대(針基)와 바늘관으로 구성된다. 바늘관 끝부분은 12도 또는 18도의 예각으로 되어 있다.
의료용 주사침은 2007년 4월 1일부터 통일된 컬러 코드(색상) 제품으로 변경되었다.[54] 이는 주사침의 외경(바깥지름)을 색상으로 구분하여 쉽게 식별하기 위함이다. 같은 해 10월 1일부터는 통일된 컬러 코드를 따르지 않는 주사침의 제조 및 판매가 금지되었다.[54] 컬러 코드는 국제 표준화 기구(ISO) 규격에 따른다.
| 바늘 외경 | 색상 | |
|---|---|---|
| mm | G (게이지) | |
| 0.3 | 노랑 | |
| 0.33 | 29 | 빨강 |
| 0.36 | 청록 | |
| 0.4 | 27 | 회색 |
| 0.45 | 26 | 갈색 |
| 0.5 | 25 | 주황 |
| 0.55 | 24 | 보라 |
| 0.6 | 23 | 파랑 |
| 0.7 | 22 | 검정 |
| 0.8 | 21 | 초록 |
| 0.9 | 20 | 노랑 |
| 1.1 | 19 | 크림 |
| 1.2 | 18 | 분홍 |
| 1.4 | 17 | 적자 |
| 1.6 | 16 | 흰색 |
| 1.8 | 15 | 청회색 |
| 2.1 | 14 | 연두 |
| 2.4 | 자주 | |
| 2.7 | 하늘 | |
| 3 | 녹황색 | |
| 3.4 | 올리브 갈색 | |
5. 1. 무침 주사기
무침 주사기는 바늘 없이 고압으로 약물을 피부에 분사하는 주사기이다. '''철포 주사'''(권총 주사)라고도 불린다.[45] 일본에서는 1970년대에 초・중학교 예방접종에 사용되었으나,[46] 신경 섬유 손상이 다발하면서 1987년 8월 후생성의 철수 권고, 1994년에 사용이 중단되었다. 또한 C형 간염 등 감염증에 대한 대책이 불충분하다는 지적도 있었다.[47]미국 식품의약국(FDA)도 2011년 10월에 인플루엔자 백신 투여 시 하이젯터 장치를 사용하지 않도록 권고했다.[48] 그러나 2014년 5월, 새롭게 개발된 무침 제트식 주사기 'Stratis'에 의한 인플루엔자 백신 접종 보고[49]가 있었으며, 유침 주사기에 비해 백신 효과, 부작용, 유해 사례에 차이가 없는 것으로 나타났다.[50] 2001년 이후 당뇨병 환자를 위해 새롭게 국산 무침 주사기가 판매되어 이용되고 있다.[51]
이후 기술이 발전하여, 미국에서는 2014년 8월 15일에 파마젯사의 주사기 "PharmaJet Stratis Needle-free Injection System"이 승인되었다.[56] 일본의 시바우라 공업대학은 무침 주사기를 연구 개발하고 있다.[57]
6. 사회적 문제 및 윤리적 고려 사항
1956년 뉴질랜드의 약학자 콜린 머독이 플라스틱 일회용 주사기를 개발하면서, 주사기 재사용으로 발생할 수 있는 에이즈나 기타 질병 감염을 예방할 수 있게 되었다.[58] 그러나 1853년 피하주사기가 발명된 이후 널리 사용되면서, 주사기 재사용은 여전히 HIV, 간염 등 감염병 확산의 원인이 되고 있다.
일회용 주사기 사용 증가는 정맥 주사 약물 남용 문제를 심화시키고, 의료 폐기물 처리 문제를 야기하기도 한다. 일부 국가에서는 불법 정맥 주사에 사용될 가능성 때문에 처방전 없이 피하 주사기 판매 또는 소지를 규제하거나 금지한다.[30][31] 한국의 경우, C형 간염 집단 감염 사건 등 주사기 관련 의료 사고 및 안전 문제가 사회적 문제로 대두되기도 하였다.
참조
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