원하는 위치서 열‧약물로 치료…세포‧동물실험 성공
체내에서 암을 찾아 진단하고 치료할 수 있는 머리카락 1000분의 1 크기의 초미세 의료로봇이 개발됐다.
26일 전남대는 기계공학부 최은표 교수팀이 직경 10-20㎚(1㎚는 10억분의 1m)의 나노 자석입자와 금 입자를 뭉쳐 직경 100㎚의 ‘다기능성 의료 나노로봇’을 제작했다고 밝혔다. 이 나노로봇은 전자기장을 이용해 암 세포를 정확히 찾아낼 뿐 아니라 치료도 가능하다. 기술이 상용화되면 정상조직에서의 부작용을 줄이고 암세포만 효과적으로 치료할 수 있을 것으로 기대된다.
기존의 항암제는 체내 다른 조직에 부작용을 일으키거나, 약물효과가 떨어진다는 단점이 있다. 이를 보완하기 위해 암세포에만 약물을 보내는 약물전달시스템이나 나노로봇에 대한 연구가 꾸준히 이뤄지고 있다. 하지만 약물전달시스템은 정밀도가 떨어지고 암세포 깊숙이 침투하기 어렵다. 나노로봇은 진단과 치료 등 다양한 기능 수행에 한계를 가지고 있다.
전남대 연구진은 암세포에 효과적으로 접근하면서 치료도 가능한 나노로봇을 개발했다. 여기에 암 세포에 반응하는 엽산(folic acid)을 연결하면 암세포를 스스로 찾아간다. 또 열을 머금는 금 나노입자와 ‘폴리 도파민’을 코팅해 주입한 뒤 신체 외부에서 근적외선을 쪼이면 원하는 위치에서 약물이나 열을 방출해 암을 치료할 수 있다.
이와 함께 다른 생체분자의 접근을 막는 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 분자를 나노로봇에 붙이면 약효를 더욱 향상시킬 수 있고, 환자 몸에 투여한 후 CT나 MRI 등 의료 영상장비로 몸 속 치료과정을 모니터링할 수도 있다.
개발된 나노로봇의 기능은 세포실험과 동물실험을 통해 검증됐다.
최은표 교수는 “아직 원천기술 단계지만 그동안 생체내 환경에 의존했던 수동형 약물전달시스템 기술의 한계를 극복하고, 암 치료와 다양한 치료약물의 전달 기술분야에서 새로운 돌파구를 열 수 있을 것”이라고 말했다.
이번 연구성과는 국제학술지 ‘나노 레터스 (Nano Letters)’ 11월호 온라인 판에 게재됐다.
