국내 연구진이 사람 몸 속에 들어가 암세포를 찾아내고 고열과 약물 치료를 하는 마이크로 로봇을 개발했다. 특히 이 로봇은 생분해성 소재로 만들어져 사용 후 회수 걱정없이 체내에서 자연 분해된다.


                                  생분해성 로봇의 모습(왼쪽). 시간이 지남에 따라 자연 분해되는 사실을 확인할 수 있다.          


대구경북과학기술원(DGIST)은 최홍수 로봇공학전공 교수 연구팀이 3D 레이저 리소그라피 공정을 통해 자성 나노입자와 약물을 탑재할 수 있는 3차원 생분해성 마이크로 로봇을 개발했다고 27일 밝혔다.

현재 항암 치료는 약물, 고열, 방사선, 수술 등 여러 방법이 있다. 이 가운데 약물은 가장 많이 사용하는 방법이나 원하는 양을 특정 암세포에 정확하게 전달하기 어렵다. 높은 온도의 열을 사용해 암세포의 증식을 억제하는 고열 치료 역시 국소부위에 맞춰 치료하기 힘들다.

연구팀이 개발한 마이크로 로봇은 이러한 문제점을 극복했다. 사람 몸 속에 직접 마이크로 로봇을 삽입하고, 로봇이 암 부위에 도달했을 때 외부에서 고주파의 자기장을 보내 로봇에서 열을 발생시키는 것이다.

이를 위해 연구진은 마이크로 로봇에 고주파의 교반자기장에 반응하는 자성나노입자를 탑재했다. 이 자성나노입자는 열을 발생시키고 주변의 온도를 올려 특정 부위 고열치료를 수행한다. 또 로봇은 자기장의 강도, 노출시간에 따라 항암 약물도 방출한다.

실제로 연구팀은 체외에서 배양한 암세포에 마이크로 로봇의 고열, 약물 방출 치료효과를 실험해 효과가 있다는 사실을 확인했다. 특히 로봇이 제 기능을 다한 후 체외로 다시 회수해야 하는 문제점도 해결했다.

연구팀은 마이크로 로봇의 소재를 생분해성 폴리머로 선택했다. 치료 기능을 다 마친 로봇이 몸 속에서 자연 분해돼 추가적으로 발생할 수 있는 유해 효과를 최소화하기 위해서다. 현재까지 개발된 수술 등 목적의 마이크로 로봇의 경우 대부분 기능을 마친 후 피부 절개 등 방법으로 체외로 회수해야 한다.

최홍수 교수는 "기존 암세포 치료방법의 단점을 개선시켜 암세포 치료의 효율을 높이고 부작용을 줄일 수 있을 것으로 기대한다"며 "병원 및 관련 기업과 후속 연구를 진행해 실제 의료 현장에서 활용될 수 있는 마이크로 로봇을 개발하겠다"고 말했다.

한편 이번 연구는 박종언 로봇공학전공 학위연계과정 학생이 제1저자, 김진영 DGIST-ETH 마이크로로봇 연구센터 선임연구원이 교신저자로 참여했다. 연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 매테리얼즈(Advanced Healthcare Materials)’ 8월 22일자에 실렸다.(조선일보, 2019년 8월 27일)

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