국내에서 상용화 연구가 미흡한 입는 전기장 암 치료기 개발이 본격적으로 추진돼 관심이 높아지고 있다.
한국원자력의학원(원장 김미숙) 김재성 박사와 한국전자통신연구원(원장 김명준) 박형주 박사팀이 추진중인 전기장을 활용한 암 치료는 암세포에만 특이적으로 작용해 정상세포 손상은 없는 새로운 암 치료법으로 전기장 발생기를 이용해 암세포 주변에 전기장을 일으켜 암세포의 분열을 억제하고 괴사를 유도하는 원리다.

기존 항암치료와 달리 치료기를 옷처럼 입고 일상생활이 가능하고, 현재 미국 식품의약품안전국(FDA)에서 악성 뇌종양, 중피종 등의 치료기로 허가·사용되고 있으며, 여러 암종에서 임상실험이 진행 중인 혁신적인 치료기기이다.
이번 연구에서 박사팀은 국내에서는 아직 생소한 전기장 치료기기 관련 핵심 장치기술을 확보하고, 전기장에 반응하여 암세포의 살상효과를 단시간에 극대화할 수 있는 나노소재 기반 표적 치료기술을 개발했다.
박사팀은 전기장발생장치 및 전기장을 피부에 접촉해 전달하는 패치기술과 치료효율을 제어하는 소프트웨어기술을 포함하는 전기장 치료기기 관련 핵심 장치기술을 확보했다.
또 바륨 티타네이트 나노입자(Barium titanate nanoparticle:생체적용이 가능한 나노입자로서 유전율(전기장을 가했을 때 전기적 성질을 가진 분자들이 정렬해 물체가 전기를 띠는 현상이 발생하는 정도)이 높아 전기장의 효능을 더욱 증폭 시킬 수 있음)를 주입하고 전기장을 가했을 때 입자가 암세포 내 흡수되어 전기장만 가했을 때 보다 암세포 증식 및 종양억제 효과가 1.8배 더 높은 것을 확인했으며, 전기장 치료가 잘 듣지 않는 저항성 암세포에도 효과적으로 종양증식을 억제할 수 있음을 확인하고, 바륨 티타네이트 나노입자를 전기장 종양치료 특이적 민감제로 사용 가능성을 제시했다.
(그림)전기장 유도에 의한 바륨 티타네이트 나노입자(Barium titanate nanoparticle, BTNP)의 암세포 축적 및 세포증식 억제효과에 대한 모식도

- BTNP 나노소재는 일반 상태에서는 암세포에 축적이 일어나지 않고 전기장을 가하였을 경우 전기장에 의해 암세포에 의한 축적이 증가됨. 이런 효과로 전기장에 잘 죽지 않는 암세포를 더욱 효과적으로 단시간에 증식 억제할 수 있음.

이번 연구결과는 네이처 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 2020년 2월13일 온라인판에 게재됐다.
김재성·박형주 박사팀은 “양 기관 간 융합연구 및 임상연계 후속 연구를 통해 사업화까지 이어지는 한국형 신 의료기기 개발을 기대한다”며, “전기장 암 치료기의 상용화를 앞당겨 암 환자의 삶의 질 개선에 도움이 되기를 바란다”고 말했다.

이번 연구는 한국원자력의학원의 과학기술정보통신부 방사선 반응제어 실용화기술개발사업 및 한국전자통신연구원의 R&D 역량 강화를 위한 선행적 기획기반 구축사업의 지원을 받아 수행됐으며, 치료기기 관련 기반기술 및 표적화 기술은 2019년 국제 특허출원을 마친 상태다.
[메디컬월드뉴스 김영신 기자]