전기연, 암 진단·치료용 형광 복강경 기술 개발

​국내 연구진이 빛으로 암을 정확하게 진단하고, 선택적으로 치료할 수 있는 암치료 기술 개발에 성공했다.

한국전기연구원은 광학의료기기연구팀이 암 진단과 치료를 위한 '복강경 기반 형광영상 광역학 치료 기술'을 개발했다고 19일 밝혔다. 

최근 의료계에서는 치료 과정에서 상처를 덜 내 환자의 회복 기간을 줄여주고, 암 치료 후 환자의 삶의 질이 높아질 수 있도록 '최소침습 수술'과 암세포만 선택적으로 죽이는 '표적지향적 치료'가 확대되는 추세다.

이를 대표하는 기술은 빛을 이용해 정상세포는 손상하지 않고 암세포만을 선택적으로 골라 죽이는 '광역학 치료(PDT) 기술'과 복부를 절개하지 않고 작은 구멍만을 내고도 복강과 복강 내부 장기를 바라보면서 검사와 수술이 가능한 '복강경(腹腔鏡)' 의료기기가 관심을 받고 있다. 

광역학 치료는 빛에 민감하게 반응하는 광민감제가 암세포만 선택적으로 축적되는 성질을 이용한다. 인체 내에 주사된 광민감제가 암세포에 축적되면 이후 내시경으로 특정 파장의 빛을 환부에 조사한다.

이 때 활성산소가 생성돼 정상조직의 손상 없이 암세포만 선택적으로 파괴∙치료할 수 있게 된다. 광민감제는 특성상 자외선 빛을 받으면 붉은 빛을 방출한다. 이를 통해 암이나 종양을 의료진이 손쉽게 관찰하고, 기존 진단 방법으로 찾기 어려운 암도 조기에 진단·치료할 수 있다. 

하지만 기존 광역학 치료의 경우, 국산 반도체 레이저 기술이 부족해 비싼 외산제품 수입에 의존해 왔다. 더 효과적인 치료를 위한 진단이 어렵고, 자체적인 유지보수에 문제점이 있었다.

이에 전기연 연구진은 '광역학 진단(PDD) 및 광역학 치료(PDT)용 형광 복강경 복합광원장치 기술'을 개발했다. 개발된 기술에는 ▲복강경용 고출력 LED 광원 기술(암 진단) ▲광역학 치료용 반도체 레이저 기술(암 치료) ▲소형·경량화 광학 설계기술이 결합됐다.

개발된 기술은 광민감제의 인체 투입과 형광 검출로 보다 명확한 진단을 할 수 있게 한다. 또 구조가 간단하고 조립·교체·운용이 쉽다. 출력 안정성을 유지하면서 암을 효과적으로 치료하는 것도 가능하다.

이 기술을 의료현장에 적용할 경우 표적지향적으로 환부 절개를 최소화해서 치료할 수 있다. 특히 발병 후 생존율이 극히 낮은 췌장암과 담도암 등 복강경으로 접근할 수 있는 다양한 의료분야에서 정확한 암 진단과 선택적 치료가 가능하다. 

최근 전기연은 해당 기술을 관련 전문기업에 기술이전했다. 이를 통해 수입에 의존했던 반도체 레이저의 국산화와 암 치료 신시장 창출이 가능할 것으로 예상하고 있다. 

전기연 측에 따르면 올해 세계 복강경 시장은 8조 3000억원, 세계 광역학 치료 시장은 3조 7000억원 규모로 추산된다. 

배수진 책임연구원은 "복강경 기반 형광영상 광역학 치료기술은 차세대 의료개념인 '보면서 치료하는(See-and-Treat)' 기술을 구현한 것으로 의료산업 전반에 미치는 영향이 매우 클 것"이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정통부와 국가과학기술연구회 정부출연금사업인 '형광 복강경 장치 상용화 기술 개발' 과제의 지원을 받았다. 

형광 복강경 복합광원장치 시제품.<사진=한국전기연구원 제공>
형광 복강경 복합광원장치 시제품.<사진=한국전기연구원 제공>
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