포스텍(POSTECH)의 김철홍 전자전기공학과·IT융합공학과·기계공학과·융합대학원 교수와 IT융합공학과 통합과정 김동규 씨 연구팀이 미국 식품의약국(FDA)과 공동으로 스테로이드 계열 약물이 피부 혈관에 미치는 수축 변화를 광음향 현미경 기술로 시각화하는 기술을 개발했다.
스테로이드 계열 약물은 피부염, 알레르기, 자가면역질환 등 다양한 피부 질환 치료에 널리 사용된다. 특히, 국소 코르티코스테로이드는 염증을 줄이고 붉은 기운을 완화하는 데 효과적이지만 구체적인 메커니즘을 파악하기는 어려웠다. 색도계로 피부 표면의 색 변화를 측정해 약물의 효과를 간접적으로 평가하는 기존 방법도 혈관 수축 등 내부 변화를 직접 관찰하기에는 한계가 있었다.
연구팀은 소리와 빛을 결합한 광음향 현미경(PAM) 기술로 피부 속 혈관 변화를 실시간 3D 영상으로 구현하는 데 성공했다. 이 기술은 X선 등 이온화 방사선이나 추가 약물 없이도 안전하게 관찰할 수 있어 인체에 부담을 주지 않으면서도 정밀한 분석이 가능하다.
PAM 기술을 이용해 네 가지 국소 코르티코스테로이드의 혈관 수축 능력을 정량적으로 비교·분석하고, 피부 깊이에 따른 혈관 수축 매커니즘을 3D 영상으로 규명하는 데 성공했다. 분석 결과, 미국 건선 재단의 국소 코르티코스테로이드 역가 분류 체계와 일치했으며, 이는 PAM 기술의 신뢰성과 유용성을 보여주는 결과다.
김철홍 교수는 “새로운 비침습적 약물 평가 방법을 제시한 이번 연구는 임상 연구와 생물학적 동등성 평가에 큰 도움이 될 것이다. FDA와의 협력을 통해 피부질환 치료제의 부작용 연구에도 PAM 기술의 활용 가능성을 확인했다”고 말했다.
교육부와 과학기술정보통신부, 의료기기개발펀드사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구결과는 최근 국제 학술지인 '포토어쿠스틱스'에 게재됐다.
포항=정재훈 기자 jhoon@etnews.com
