한국원자력연구원(원장 직무대행 백원필)은 첨단방사선연구소 생명공학연구부의 전종호 박사 연구팀이 방사성동위원소를 이용해 미세먼지의 체내 분포를 영상화하는 기술을 개발하는데 성공했다고 28일 밝혔다.

미세먼지는 화석연료를 태우거나, 공장·자동차 매연을 통해 발생하는 먼지 중 입자 지름이 10μm(마이크로미터. 1μm=100만분의 1m)이하인 먼지를 말한다. 머리카락 지름(50~70μm) 대비 약 5분의 1이나 7분의 1 크기로 육안 식별은 불가능하다.

대기 중 분포된 미세먼지는 호흡기를 거쳐 폐에 침투하거나 혈관을 따라 체내로 이동해 천식, 폐렴 등 호흡기 질환을 유발한다. 이에 따라 의료와 학계에서는 체내에 유입된 미세먼지 움직임과 배출 기술 연구 등 유해성 저감에 다양한 노력을 기울이고 있다.

연구팀은 자동차 디젤엔진에서 배출되는 미세먼지와 동일한 유형의 미세먼지 표준물질(DEP)과 방사성 동위원소를 화학적으로 결합시켜 미세먼지 샘플을 만들었다. 이를 실험용 쥐의 기도와 식도에 각각 투입하고 핵의학 영상장비를 활용해 장기 내 표준물질 축적량과 상태를 촬영했다.

사용된 장비는 RI-Biomics시설(방사성동위원소의 특성을 생명체학에 적용한 융합연구시설)로 인체를 투과해 체내 물질의 움직임을 실시간 추적할 수 있다. 실험체내 해당 물질의 분포정도도 촬영 가능하다.

연구팀의 연구결과 입을 통해 식도로 유입된 표준물질은 체외 배출까지 이틀이 소요됐고 이동 중 다른 장기에 영향을 주지 않았다. 반면 코와 기도를 거쳐 흡입된 표준물질은 같은 기간 60%가 폐에 축적됐고 배출에도 7일 이상 걸린 것으로 관찰됐다. 또 배출과정에서 소량의 표준물질은 간과 신장 등 일부 다른 장기로 이동됨이 확인됐다.

이번 영상화 기술 개발로 화학적 방법으로 불가능했던 체내 미세먼지 실시간 축적량과 움직임, 배출 상태를 실험체에서 연속 관찰이 가능해졌다.

전종호 박사는 "핵의학 영상 기술을 활용해 체내 유입된 미세먼지 분포도와 동적 특성을 체계적으로 확인한 연구는 이번이 처음"이라며 "현재 의학계에서 주목하는 미세먼지 노출로 인한 다양한 질환의 발병 원인을 규명하고 치료 기술 개발에 필요한 기초 연구를 지원할 것"이라고 말했다.

한편 이번 연구결과는 26일 국제학술지 ‘케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical Communications)’에 온라인 게재됐으며 표지 논문으로 선정 됐다.