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박재형 교수 연구팀, 초음파·나노로봇 활용 종양 치료기술 개발

2016-11-01도강호 기자
초음파역동치료. 금과 티타늄으로 만들어진 나노물질이 종양에 축적되고, 이 나노물질에 초음파를 쏘면 활성산소종이 발생해 종양을 공격한다.
(초음파역동치료. 금과 티타늄으로 만들어진 나노물질이 종양에 축적되고, 이 나노물질에 초음파를 쏘면 활성산소종이 발생해 종양을 공격한다.)




성균관대 박재형 교수팀이 초음파로 제어하는 나노로봇을 이용한 종양 치료기술을 개발했다. ‘초음파역동치료’ 기술로 세계 최초로 동물 실험에서 종양 치료 효과를 확인했다. 이번 연구 결과는 ‘나노 레터’ 학술지 10월 12일자에 게재됐다.

초음파역동치료는 초음파와 초음파에 반응해 활성산소종을 발생시키는 물질을 사용한 종양 치료법이다. 박 교수팀이 만든 나노로봇은 혈관에 주입하면 스스로 종양을 찾아가 종양의 빈 공간에 쌓인다. 종양에 쌓인 나노로봇에 초음파를 쏘면 나노로봇에서 활성산소종이 발생한다. 발생된 활성산소종은 종양에 스트레스를 줘 결국 종양이 죽게 된다.

초음파역동치료와 비슷한 종양 치료법으로 광역동치료 방식이 주로 연구되고 있다. 초음파 대신 빛을 비춰 활성산소종을 발생시키는 방식이다. 문제는 신체의 깊숙한 곳까지는 빛이 닿지 않는다는 점이다. 박 교수는 “초음파는 몸 속 깊은 곳까지 들어갈 수 있기 때문에 빛을 이용한 기존 치료법의 한계를 극복할 수 있다”고 설명했다.

박 교수팀이 개발한 초음파역동치료는 2가지 연구가 뒷받침하고 있다.

먼저 나노로봇이 종양을 찾아가도록 종양에 잘 반응하는 고분자물질로 나노로봇을 코팅하는 것이다. 박 교수팀이 활용한 고분자물질은 ‘카복실메틸 덱스트란’이다. 박 교수는 “연구실에서 꾸준히 연구해온 물질”이라며 “이번 연구에서 카복실메틸 덱스트란이 종양에 선택적으로 잘 축적되는 것이 확인됐다”고 설명했다.

나노로봇을 금과 티타늄을 기반으로 제작한 점도 주효했다. 티타늄만을 사용할 때보다 금과 티타늄을 함께 사용한 나노물질이 초음파에 반응해 활성산소종을 발생시키는 효율이 높다. 활성산소종이 종양을 공격하는 역할을 하는 만큼 금과 티타늄을 사용한 나노물질의 치료효과가 더 높은 것이다.

박 교수는 “초음파역동치료 개념은 과거에도 있었지만 실제로 동물실험에서 검증된 것은 유일하다”며 “앞으로 인체 적용에 앞서 동물을 대상으로 독성 검증을 더 진행할 예정”이라고 설명했다.

이번 연구는 미래창조과학부 기초연구지원사업, 보건복지부 암정복추진연구개발사업 등의 지원으로 수행됐다.

[테크M = 도강호 기자(gangdogi@techm.kr)]