"내시경 하나로 대장암 진단·치료 동시에 가능해진다"

나노기술 접목한 '다기능 내시경 시스템' 개발

[이데일리 오희나 기자] 국내 연구진이 나노기술을 접목한 ‘다기능 내시경 시스템’을 개발했다. 향후 임상을 거쳐 내시경 하나로 대장암 진단과 치료가 동시에 이뤄지는데 활용될 것으로 보인다.

기초과학연구원(IBS)은 나노입자연구단의 김대형 교수(서울대 화학생물공학부) 연구팀이 그래핀과 나노입자 기술을 이용해 대장암의 정확한 진단 및 치료가 가능한 ‘다기능 대장 내시경 시스템’을 선보였다고 30일 밝혔다.

최근 국민들의 서구화된 식습관으로 대장암은 전체 암 중 세번째로 높은 발병률(12.9 %)을 보인다. 현재 대장암은 일반적으로 내시경을 이용한 검사법으로 검진한다.

하지만 확진까지 추가적인 검사가 필요하고, 암으로 발전할 수 있는 작은 종양의 경우 적시에 발견이 어려운 실정이다.

이에 연구팀은 그래핀 복합체와 나노치료입자를 고안, 암세포만 신속하게 진단 및 치료할 수 있는 내시경 시스템을 개발했다. 이로써 수술 범위와 시간을 혁신적으로 단축할 수 있을 것으로 예상된다.

이번 연구는 차세대 물질인 그래핀이 가진 물리적·화학적 우수성과 투명성을 의료기기에 접목했다는데 의의가 있다.

복합체는 그래핀과 은 나노와이어를 합성하고 산화이리듐을 전기화학 증착해 제작한다. 그 결과 만들어진 복합체는 투명해 공간적 제약 없이 내시경 렌즈 위에 부착할 수 있다.

또 임피던스와 산성도 측정 센서기능도 겸비했다. 이로써 신속한 조직검사로 암의 생화학 정보를 즉시 얻어 대장암을 진단 할 수 있다.

이 뿐만 아니라 고온·고압의 상태에서도 그 기능을 유지해, 살균 및 고주파 열치료 등이 필요한 실제 수술과정에서 충분히 활용 가능하다.

연구진은 나노치료입자를 추가적으로 고안해, 대장암의 정확한 진단 및 치료에 시너지를 더했다.

나노치료입자는 정맥주사를 통해 체내에 주입된다. 겉면에 도포된 항체로 인해, 특정 암세포에만 선택적으로 결합하는 특성을 갖는다. 또한 내부에 형광시료가 있어 작은 종양까지 관찰할 수 있다.

그 밖에 복합적인 항암치료 기능까지 갖췄다. 내시경에 달린 광원으로 적외선을 조사하면 금 나노막대의 온도가 올라가 광열치료가 가능하다. 이와 동시에 활성산소를 만드는 염료가 반응해 광역동치료를 겸할 수 있다.

항암제를 담은 나노입자 표면을 온도 민감성 고분자가 감싸고 있어, 적외선에 의한 열이 가해질 때만 약물이 방출 된다. 이로써 주변 정상조직에 영향을 미치고 않아 부작용을 최소화 하면서, 암조직만을 선택적으로 치료할 수 있게 됐다.

이번 연구를 주도한 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단의 김대형 교수(서울대 화학생물공학부)는“그래핀과 나노입자를 동시에 의료기기에 적용한 것은 처음이다”라며 “이번연구는 동물실험으로 확인했는데, 향후 임상을 거쳐 로봇을 이용한 다양한 질병의 진단 및 치료에 광범위하게 응용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구성과는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 11.470)에 30일자로 온라인 게재됐다.

＜ⓒ종합 경제정보 미디어 이데일리 - 무단전재 & 재배포 금지＞