초음파에 원격제어 되어 과량의 활성산소종을 발생시키는 스마트 나노로봇 개발
 
초음파 원격제어로 암을 추적하여 치료한다. 
 
미래창조과학부(장관 최양희)와 보건복지부(장관 정진엽)는 “초음파로 원격제어 하는 스마트 나노로봇을 이용하여 외과적 수술 없이 종양을 치료할 수 있는 초음파 역동치료 기술을 세계 최초로 개발하였다”고 밝혔다.
 
스마트 나노로봇은 나노 크기를 가지는 금/티타늄 기반의 로봇으로서 체내 주입 시 종양을 추적하며 초음파에 원격제어 되어 과량의 활성산소종을 발생시킨다.
 
초음파 역동 치료 기술은 초음파에 반응하는 초음파 감각제를 이용하여 활성산소종을 발생시켜 외과적 수술 없이 신체 내 장기에 위치한 종양을 치료할 수 있는 기술을 말한다.   
 
암으로 인한 사망률을 낮추기 위해 다양한 연구가 진행되고 있는 가운데, 초음파 원격제어로 활성산소종을 발생시켜 부작용이 거의 없이 종양을 치료할 수 있는 신개념 나노의약품인 스마트 나노로봇이 개발되어 암 치료의 새로운 지평을 열었다.
 
화학적으로 반응성이 큰 산소를 포함하는 분자로서 과량의 활성산소종은 산화적 스트레스에 의해 암세포를 사멸시킨다.
 
연구팀은 1단계로 생체적합성 금/티타늄 나노입자 기반의 스마트 나노 로봇을 합성하였다. 이 나노로봇 생체적합성이 뛰어난 카복실메틸 덱스트란으로 도포되어 종양 부위를 찾아가는 능력을 가지고 있으며, 이 자체는 세포에 독성을 보이지 않는 것을 확인하였다.
 
2단계로 연구팀은 초음파 자극에 원격제어 되는 스마트 나노 로봇을 통해 암세포를 즉각 사멸시키는 활성산소종을 과량 방출 시키는데 성공하였다. 또한, 나노 로봇이 과량의 활성산소종을 방출 시키는 원리를 규명하였다. 금/티타늄 나노입자로 구성된 나노로봇은 초음파 자극을 받아들이는 안테나 역할과 동시에 과량의 활성산소를 발생시키는 역할을 하여, 초음파 자극에 원격제어 되는 시스템의 구축을 성공하였다.
 
3단계로 임상 적용을 위하여 종양을 가지는 동물에서 치료 효능평가 실험을 진행하였다. 주입된 나노로봇은 종양부위를 찾아가 선택적으로 축적된 다. 그 후 스마트 나노로봇은 초음파에 의해 원격제어 되어 암세포를 사멸 시킬 수 있는 활성산소종을 과량 발생시켜 외과적 수술 없이 종양 치료효능을 향상시키는데 성공하였다.
 
마지막으로 나노로봇이 주입된 동물에서 간, 폐, 비장, 신장, 심장 등 신체 내 주요 장기의 손상이나 독성이 나타내지 않음을 확인하였다.
 
박재형 교수는 “이 연구는 외과적 수술이나 항암제 없이, 인체에 무해한 초음파로 나노로봇을 원격제어 하여 암을 치료하는 기술로 종양 치료에 있어 새로운 패러다임을 제시한 것이다. 이는 기존의 종양 치료가 가지는 한계를 극복하여 암으로 인한 사망률 감소에 크게 기여할 것으로 기대된다. 또한, 동물실험에도 성공하여 나노로봇의 체내 독성에 대한 후속연구가 이루어진다면 임상에도 곧 적용될 수 있을 것이다.”라고 연구의 의의를 설명했다.