나노 자성-버블 초음파 영상 원리.(IBS 제공)/뉴스1

국내 연구진이 인체 조직 경화를 정밀 진단하는 고성능 초음파 나노조영제 개발에 성공했다.

기초과학연구원(IBS)은 나노의학 연구단 천진우 단장 연구팀이 인체 조직의 경화도를 초음파로 정확하게 탐지해 질병 진단이 가능한 새로운 나노기술을 개발했다고 17일 밝혔다.초음파는 체외에서 인체 조직 내부를 손쉽게 들여다볼 수 있는 대표적인 비침습적 의학기술의 하나다. 그러나 초음파로 조직 경화도의 상태를 정확히 볼 수 없어 새로운 기술 개발이 절실하다.

이에 연구팀은 가스로 채워진 단백질에 자성나노입자가 결합된 나노 구조체로써 생체 조직과 상이한 물성에 의한 음파 산란을 통해 고성능 초음파 조영제로 작용하는 나노 자성-버블(MGV)을 개발했다.

MGV는 적은 자기장에도 진동이 강한 음파 산란을 발생시켜 기존보다 4~8배 더 밝고 정밀한 초음파 영상을 구현한다.

나노 자성-버블을 적용한 비침습적 조직 검사 실험.(IBS 제공)/뉴스1

MGV 진동성은 주변 조직의 강도에 따라 변화하는데 기존의 초음파 기술로는 측정이 어려웠던 생체 조직의 경화도를 의학적으로 중요한 압력 범위(50 Pa – 5 kPa)로, 1제곱미터에 1뉴턴(N)의 힘이 가해질 때의 압력에서 뛰어난 민감도로 측정할 수 있다.

또 MGV 표면은 높은 생체적합성을 갖도록 개선돼 체내에서 부작용이 없이 생체 조직의 경화도 변화를 장기간 추적할 수 있다.

연구팀은 MGV를 활용해 살아있는 생쥐의 조직 경직화와 간 섬유화 발병을 비침습적으로 정확히 진단하는 데 성공했다.

또 나노 자성-버블을 이용해 폐 섬유화를 유도한 오가노이드(인체 유사 장기)의 조직 경화를 측정해 폐 섬유화의 발병 및 진행을 관측하고 치료제의 효과를 확인했다.

천진우 IBS 나노의학 연구단장. /뉴스1

천진우 단장은 “나노 자성-버블 기술은 치명적 경화증을 미연에 방지하는 새로운 의학 진단 플랫폼이 될 것”이라며 “질병 발생과 조직 경화의 관계를 파악하고 새로운 약물 치료제 개발이나 치료 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

미카엘 샤피로 캘리포니아 공과대학 교수, 조승우 연세대 교수와 함께 수행한 이번 연구의 결과는 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스'에 이날(17일) 게재됐다.


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