계명대학교는 허윤석 의과대 의용공학과 교수팀과 곽봉섭 한국기계연구원 대구융합기술센터 박사팀이 공동으로 수력학(Hydrodynamic) 기반의 혈중 종양 세포 분리용 바이오칩을 개발했다고 19일 밝혔다.
혈액속에 존재하며 체내를 순환하는 극소수 종양 세포 검출은 암 조기 진단 및 맞춤형 치료에 중요한 기술이다.
1㎤ 부피의 혈액 안에는 평균 50억 개의 적혈구, 3억 개의 혈소판, 4백만 개의 백혈구의 혈액 세포가 있다. 하지만 암환자의 경우 전이암세포는 동일 부피 내에 단지 1-1000개가 함유돼 있다.
혈중 종양 세포 분리용 바이오칩을 개발한 국내 연구팀. 왼쪽부터 이성한 계명대 의학과 의용공학전공 대학원 석사과정.허윤석 계명대 의용공학과교수. 곽봉섭 한국기계연구원 박사과정. |
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기존 방식으로는 극미량의 전이암세포를 포집하기 위해서는 대다수의 혈액 세포를 제거하는 복잡한 전처리 과정이 필요하다. 처리 속도도 느리다.
특히 수술을 통해 암을 제거한 후 전이·재발 가능성을 검사하는 혈액 내 암세포 검침법은 미국 식약처를 통과한 단 하나의 모델밖에 없어 국내에는 아직 도입되지 않았다.
연구팀이 개발한 바이오칩은 전처리 과정이 필요 없이 '전혈(Whole blood)'을 바로 사용할 수 있으며, 혈구 세포 제거 및 98% 이상의 암세포를 회수할 수 있다.
또 현재까지 보고된 혈액의 최고 처리속도는 140μl/min(분당 마이크로리터)였지만, 이 기술을 이용하면 250μl/min의 처리속도를 구현할 수 있다. 기존 세계최고수준 대비 1.8배나 빠르다.
혈액 내 암세포 검침에 이용하는 혈액량인 7.5ml 기준 30분 이내에 처리가 가능한 수준이다. 암의 조기 진단 및 맞춤형 치료를 위한 요소 기술을 확보한 셈이다.
허윤석 교수는 혈액 내 암세포 검침을 위한 기초기술을 확보해 향후 암의 전이·재발의 가능성을 검사할 수 있는 검사법 시행의 기틀을 마련했다고 평가했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 기초의과학분야 (MRC) 선도연구센터 (비만매개질환연구센터)와 한국연구재단 중견연구 및 과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원 주요사업의 지원을 받았다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
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