최근 머리카락의 1000분의 1 크기인 초미세 암 치료 로봇을 개발한 최은표 전남대 기계공학부 교수(왼쪽에서 두번째)와 연구팀. <전남대 제공>

전남대학교 연구팀이 사람의 몸속에 들어가 암을 진단, 치료하는 초미세 의료로봇을 개발해 화제다. <광주일보 11월 27일자 7면>

최은표 전남대 기계공학부 교수(한국마이크로의료로봇연구원 연구부장) 연구팀은 ‘다기능성 의료 나노로봇’을 만드는 데 성공했다. 로봇은 국제학술지 ‘나노 레터스 (Nano Letters)’ (영향력지수 12.279) 11월호 온라인 판에 게재됐다.

이 로봇은 직경 10-20nm(1nm는 10억분의 1m)의 나노 자석입자들을 뭉쳐 만든 것으로, 머리카락 1000분의 1 크기인 직경 100nm에 불과하다.

로봇은 주사기를 통해 주입한 뒤, 전자기장을 이용해 암 세포에 정확하게 다가가도록 조종·유도할 수 있다.

또 엽산을 연결하면 로봇이 암세포를 직접 찾아가게 할 수 있다. 암세포 대다수가 엽산과 잘 결합하는 엽산수용체를 많이 갖고 있다는 점을 이용한 것이다.

로봇에는 열을 머금은 금 나노입자와 폴리 도파민이 코팅된 상태로 들어있다. 로봇이 암세포에 접근한 뒤, 몸 바깥에서 근적외선을 쪼이면 약물과 열이 방출된다. 이 과정을 통해 원하는 위치에서 화학적 치료, 광열 치료를 할 수 있는 게 특징이다. 이밖에 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 분자를 로봇에 붙이면 다른 생체 분자의 접근을 막아 약효를 더욱 향상시킬 수 있다. CT나 MRI 등 의료 영상장비를 활용하면 치료과정을 실시간 모니터링할 수도 있다.

로봇의 기능은 세포·동물실험을 통해 검증됐다. 이번 기술은 주변 정상조직에 미치는 부작용을 최소화한 채 암세포만 효과적으로 치료할 수 있어 국소 암 치료에 효과적일 것으로 전망된다.

최은표 교수

최은표 교수는 “아직 원천기술단계지만 그동안 생체 내 환경에 의존했던 수동형 약물전달시스템 기술의 한계를 극복하고, 암 치료와 다양한 치료약물의 전달 기술분야에서 새로운 돌파구를 열 수 있을 것”이라고 말했다.

박종오 한국마이크로의료로봇연구원장은 “이제까지의 단편적인 연구나 개별 해법을 넘어 의료용 나노로봇에 대한 종합적인 모델을 제시한 것”으로 평가했다.

한편 연구는 산업통상자원부의 ‘외부 구동형 나노로봇 시스템 개발사업’ 지원을 받아 박석호(DGIST), 허강무(충남대), 김규표(서울아산병원), 송지환(한밭대) 교수가 함께 참여했다.

/유연재 기자 yjyou@kwangju.co.kr