선택적 나노입자 섬광체는 방사선 치료 과정에 나노입자 섬광체를 적용, 기존 광역동 기반의 방사선 치료 효과를 극대화하는 기술이다.
나노 섬광체는 방사선 광역동 치료 과정에서 광감작제와 반응해 방사선에 의한 효과뿐 아니라 광감작제의 기능을 끌어올리게 된다. 이 과정에서 활성산소 발생이 원활해져 암세포를 효과적으로 파괴하는 원리다.
기존 광역동 치료는 이용 광원의 물리적 투과율이 낮아 치료에 한계가 있었다. 또 기존 방사선 치료는 방사선 에너지만을 이용해 치료하기 때문에 정상 조직에 악영향을 미칠 수 있다.
반면에 선택적 나노입자 섬광체 치료는 기존 암수술이나 광역동 치료로 접근하기 어려운 부위의 암을 보다 효과적으로 제거할 수 있다. 또 나노입자 섬광체를 사용함에 따라 저에너지, 저선량의 방사선 치료를 유도해 방사선 노출에 의한 후유증을 줄여준다.
방사선 치료의 높은 투과성에 광역동 치료의 안정성을 결합한 새로운 미래 유방 치료 기술이라 할 수 있다.
현재 방사선을 이용한 섬광체 기반 광역동 치료 연구는 태동기다.
일본 산업기술종합연구소(AIST)는 지난 2008년 처음으로 반도체 기반 나노입자를 방사선과 섬광체 기반의 광역동 치료 광원으로 사용할 것을 제안했다. AIST는 기반 기술로 엑스선의 선량이 증가할수록 활성 산소도 증가한다는 것을 확인했다.
2010년 미국 버지니아대는 광감작제 포프린과 연결된 나노 연결체의 유용성 연구를 진행했고, 최근 듀크대는 삼산화이트륨(Y₂O₃) 나노입자 섬광체에 대한 보고서를 내놓았다.
국내에서 관련 연구는 전무한 상태다. 한국전기연구원 첨단의료기기연구센터가 선형 가속기 기반 방사선치료기 개발과 방사선 치료 효율을 극대화하는 초기 연구를 진행하는 정도다.
나노입자 섬광체를 방사선 암치료에 접목하려면 먼저 방사선에 효율적으로 반응하는 섬광체 개발이 필요하다. 이 섬광체는 광감작제와 반응해 암 세포에 잘 달라붙을 수 있어야 한다.
반도체 기반 나노입자나 가돌륨(Gd), 세륨(Ce) 등이 포함된 각종 소재가 섬광체 후보로 연구되고 있지만 물에 녹거나, 독성이 있다거나 등 상용화에 앞서 소재 자체에서 해결해야 할 과제가 많다. 섬광체의 파장에 관한 조성연구도 필요하다.
허두창 한국전기연구원 첨단의료기기연구센터 박사는 “암 표적을 정확하게 추적해 암 세포에만 쌓이는 광감작제 개발과 더불어 인체 심부까지 투과할 수 있는 섬광체를 광역동 치료에 도입한다면 기존 수술로는 어려운 다양한 암 치료가 가능하다”고 말했다.
창원=임동식기자 dslim@etnews.com
