암 제거하는 스마트 나노로봇 개발

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금/티타늄 나노입자 기반의 스마트 나노로봇을 이용한 초음파역동치료의 모식도.생체 내 주입된 나노로봇은 종양을 추적하여 종양 부위에 선택적으로 축적되며 외부 초음파 자극에 나로로봇이 원격제어되어 종양을 제거함. 이는 금/티타늄 나노입자로 구성된 나노로봇이 초음파 자극에 활성화돼 과량의 활성산소종을 발생시키기 때문이다.

국내 연구팀이 수술 없이 종양을 제거하는 스마트 나노로봇을 개발했다.

박재형 성균관대 교수 연구팀은 초음파로 원격제어 하는 스마트 나노로봇을 이용해 외과 수술 없이 종양을 치료할 수 있는 초음파 역동치료 기술을 개발했다고 1일 밝혔다.

최근 나노기술기반 의약품(나노의약품)을 이용한 화학 치료요법이 차세대 의약품으로 각광받아 왔다. 하지만 현재까지 나노의약품 전달효율 한계와 부작용으로 사용 사례가 거의 없어 한계를 갖고 있다.

연구팀은 인체 투과도가 낮은 빛을 이용하는 광역동 치료기술 한계를 극복하기 위해 초음파 자극으로 원격제어돼 활성산소종을 발생하는 생체적합성 금·티타늄 나노입자 기반 나노로봇을 개발했다. 초음파 역동치료 기술로 초음파에 반응하는 초음파 감각제를 이용해 활성산소종을 발생시켜 수술 없이 장기에 위치한 종양을 치료할 수 있다.

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금/티타늄 나노입자 기반의 스마트 나노로봇을 이용한 종양 초음파역동치료 효능 평가금/티타늄 나노입자로 구성된 나노로봇은 티타늄 나노입자 단일 구성에 비해 초음파 자극에 의해 과량의 활성소종을 발생하며 동물실험에서 종양을 효과적으로 추적했다. 이를 바탕으로 종양 치료 효능을 평가한 결과, 32일간 종양의 성장이 상당히 억제됐다.

티타늄 나노입자에 금 나노입자가 도입된 나노로봇을 이용해 초음파를 자극하면 활성산소종을 폭발적으로 발생시킨다. 연구팀은 나노로봇이 초음파 자극에 원격제어돼 종양만을 공격하고 기존 종양치료 부작용을 줄이며 치료효능을 보이는 것을 확인했다. 로봇이 초음파 자극에 원격제어 돼 과량의 활성산소종을 종양 부위에 선택적으로 방출해 암세포를 즉각 죽이고 종양을 제거할 수 있다.

박재형 교수는 “수술이나 항암제 없이 인체에 무해한 초음파로 나노로봇을 원격제어해 암을 치료하는 기술로 종양 치료에 있어 새로운 패러다임을 제시한 것”이라면서 “동물실험에도 성공하여 나노로봇의 체내 독성 후속연구가 이루어진다면 임상에도 곧 적용될 수 있을 것”이라고 설명했다.

임상시험에 성공하면 향후 인체로 적용돼 간암, 유방암, 신장암, 위암 등 신체 내 중요한 장기에 위치한 다양한 종류의 암의 효과적인 치료를 통해 사망률 감소에 크게 기여할 것으로 기대된다. 연구결과는 학술지 나노 레터(NANO letters) 10월 12일자에 게재됐다.


송혜영기자 hybrid@etnews.com


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