POSTECH 김원종 교수팀, 새로운 치료기술 개발 초음파 쏘면 전기만드는 나노입자로 실험쥐 치료
김원종 교수는 15일 "압전나노입자를 이용한 전기자극 방식은 퇴행성 뇌 질환을 포함한 다양한 신경 장애 치료에 새로운 패러다임을 제시한 것"이라고 말했다.
뇌 질환을 치료하는 여러 방법 중 전기적 자극을 통해 신경세포간 신호를 직접적으로 활성화하는 '뇌심부자극술'이 주목받고 있다.
전기 자극을 주기위해서는 수술을 통해 뇌 깊숙이 전극을 삽입해야 한다. 이때 반복적인 수술과 고비용을 감수하더라도 뇌출혈이나 발작·염증반응 등의 부작용 가능성이 있어 임상에 적용하기란 쉽지 않다.
연구진은 혈관을 타고 뇌로 들어가 초음파로 전기를 만들어낼 수 있는 나노의약 소재를 개발했다. 이 소재는 초음파 자극에 의해 전기를 만들어내면서도 독성이 없어 인체에 들어가도 무해하다.
압전나노입자를 생체적합성이 높은 고분자 소재와 생체 내 존재하는 성분을 이용해 만들었다. 이 입자는 혈관을 타고 이동하다가 초음파를 쏘면 일산화탄소를 방출해 뇌-혈관 장벽을 넘어 뇌로 들어갈 수 있다. 즉 원하는 부위에 선택적으로 치료제를 전달할 수 있게 만든 것이다.
연구진이 파킨슨병을 가진 쥐에 이 방식을 실험했다. 압전나노입자가 뇌에 모이게 한뒤 초음파를 쏴 전기자극을 주자 쥐 뇌에 있는 신경세포에서 도파민이 방출됐다. 이 나노입자는 실험쥐의 몸안에서 독성을 일으키지 않았으며, 질병 증상을 개선시켰다. 즉 생쥐가 정상에 가까운 행동을 보인 것이다.
김 교수는 "이 실험으로 압전나노입자가 비침습적으로 뇌 깊은 조직을 자극하는 데 이용될 수 있음을 보여준다"고 설명했다.
연구진은 이번 연구결과를 바이오메디컬분야 권위지 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)'에 발표했다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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