정현도 가톨릭대학교 교수와 박우람 성균관대학교 교수 공동연구팀이 X-선 영상을 통해 암의 위치를 확인하면서 근적외선을 통해 항암제 제어방출·광열 치료를 동시에 적용할 수 있는 신개념 항암치료용 임플란트인 약물방출 총알을 개발했다. 사진은 기사의 내용과 직접적인 관련이 없음. /사진=이미지투데이
사람이 아닌 질병과 싸우는 ‘총알’이 개발됐다. 이 총알은 암 조직을 타깃으로 항암약물을 방출해 치료하는 효과를 낸다. 정상조직의 손상 없이 암세포만 선택적으로 제거할 수 있어 다양한 질병 또는 난치성 질환 극복에 기여할 것으로 보인다.
1일 한국연구재단에 따르면 정현도 가톨릭대학교 교수와 박우람 성균관대학교 교수 공동연구팀은 X-선 영상을 통해 암의 위치를 확인하면서 근적외선을 통해 항암제 제어방출·광열 치료를 동시에 적용할 수 있는 신개념 항암치료용 임플란트인 약물방출 총알을 개발했다. 광열치료는 정상세포보다 열에 약한 암세포의 약점을 이용해 체외에서 근적외선 레이저를 쪼여 암세포를 태우는 치료법을 가리킨다.
암 치료에는 보통 외과적 수술 외에 항암제, 방사선 치료 등이 있는데 치료법마다 부작용과 한계점이 존재한다. 항암제를 이용한 화학 요법의 경우 항암제가 정상 세포에도 영향을 미칠 수 있다. 이러한 부작용을 줄이기 위해 표적지향형 약물방출이 가능한 다양한 접근 방식이 연구되고 있다.
차세대 암 치료 기술로 주목받고 있는 광열 치료는 화학 요법, 방사선 치료와 달리 암 조직만 선택적으로 사멸할 수 있어 전 세계적으로 연구가 활발하다. 다른 치료 방법과 병행했을 때 효과를 더 발휘할 수 있어 각 치료법의 장점을 결합한 치료법 개발이 요구되는 상황이다.
연구팀은 근적외선에 반응해 약물방출과 광열 치료를 동시에 수행할 수 있는 다기능 나노약물 플랫폼을 개발했다. 플랫폼의 핵심이 되는 총알 형태의 임플란트를 암 조직에 침투시켜 근적외선을 조사하면 나노약물을 방출하는 방식으로 설계됐다.
총알의 소재는 폴리락트산과 티타늄으로 구성된 생분해 소재를 활용해 3D 프린팅으로 제조했고 항암제를 상변화물질과 함께 총알 형태의 임플란트 내부에 탑재했다. 사용된 3D 프린팅 소재는 근적외선을 적용하면 발열하는 특성이 있으며 X-선 불투과성이 있어 X-선 촬영을 통한 영상 유도 광열치료가 가능하다. 상변화물질과 함께 탑재된 약물은 광열치료 시 발생하는 열로 약물방출을 조절할 수 있다.
그 결과 나노약물 방출 총알은 전임상실험을 통해 암 크기 감소 효과를 확인했고 카테터를 이용한 국소 전달 기능도 검증했다.
정 교수는 “이 플랫폼을 항암치료뿐 아니라 조직재생, 당뇨, 관절염 등 다양한 질병에 적용해 혁신적인 난치성 질환 치료제를 개발 할 수 있을 것”이라고 기대했다.
