권우성 교수, 생체친화적 탄소나노입자 기반의 암진단‧치료 시스템 구현 가능성 열어
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- 작성자 커뮤니케이션팀
- 보도일자 2016-11-07
이번 연구는 화공생명공학부 교수 권우성 교수, 이시우 석좌교수가 포항공과대학교 창의IT융합공학과 김철홍 교수, 포항공과대학교 신소재공학과 한세광 교수와 공동으로 수행했으며, 연구결과는 지난 9월 22일 질병 진단‧치료분야 권위지 Theranostics(IF=8.854)에 표지논문으로 게재됐다.
(논문명: Biodegradable Nitrogen-Doped Carbon Nanodots for Non-Invasive Photoacoustic Imaging and Photothermal Therapy)
기존의 암 진단에 사용되는 이미징 기술은 값비싼 비용과 긴 분석 시간을 요구하며, 인체에 유해한 방사성 동위원소 및 전이금속을 이용한 조영제를 필요로 하는 단점이 있다. 또한 방사선요법, 화학요법 등 일반적인 암 치료법은 특정 환부에 적용이 어려워 일반 세포에도 악영향을 주는 등의 부작용이 존재한다.
이러한 한계를 극복하기 위한 방법으로 암 진단과 동시에 치료가 가능한 암진단‧치료 시스템이 각광을 받고 있다. 하지만 아직까지 조영제로 쓰이는 발광성 분자 및 나노입자 자체가 인체에 유해하여 임상적용에 어려움이 있고, 치료제 또한 독성으로 인해 짧은 체내 순환시간을 갖고 있다는 문제점들이 여전히 존재한다.
Theranostics 표지논문(http://thno.org/cover/v6i12.pdf)
권 교수 연구팀은 이러한 문제점들을 해소하기 위해 인체에 해롭지 않으면서도 암 진단과 치료를 동시에 수행할 수 있는 수단으로 탄소나노입자를 선택하였다. 탄수화물을 열중합하여 합성한 이 탄소나노입자는 생체친화적이며, 특정 파장 영역대의 빛을 흡수하여 열을 발생하는 성질을 지닌다. 이렇게 발생하는 열을 광음향단층촬영(Photoacoustic tomography․일정한 주기로 변조된 빛을 흡수한 물질이 열팽창하며 발생하는 음파를 탐지하여 영상화 하는 기술. 높은 공간 분해능과 높은 대조도를 동시에 얻을 수 있다는 장점이 있음)과 광열치료(Photothermal therapy․정상세포에 비해 열에 약한 암세포의 특징을 이용해 암조직에 국부적으로 열을 발생시켜 치료하는 방법)에 이용하여 성공적으로 암을 진단하고 치료할 수 있음을 입증했다.
권 교수는 “생체친화적 탄소나노입자를 이용해 안전하고 효과적인 암진단‧치료 시스템을 구현할 수 있다는 가능성을 제시한 연구”라고 설명했다.