한국과학기술연구원 바이오닉스연구센터 박기주 박사
[데일리메디 구교윤 기자] 국내 연구진이 원하는 특정 세포만 선택해 파쇄할 수 있는 초음파 수술 기술을 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구센터 연구진이 가변압력 집속초음파를 이용해 정밀하고 미세하게 생체 조직을 파쇄할 수 있는 초음파 수술 기술을 개발 했다고 26일 밝혔다.
기존 집속초음파 수술 기술은 생체조직을 물리적으로 파쇄할 수 있으나, 충격파 산란 효과로 정밀도가 낮아져 주요 장기나 혈관에 밀접하게 위치한 조직과 종양을 제거하는데 어려움이 있다.
연구진은 이 같은 한계를 극복하기 위해 초음파 초점에서 음향 압력세기에 변화를 주는 방법을 고안했다.
초음파 초점에서 기포 발생 직후 순간적으로 초점 음향 압력세기에 변화를 주면, 충격파 산란 효과 없이 기포 운동성을 제어하고, 생체 조직을 정밀하게 파쇄 할 수 있다는 판단에서다.
연구진은 실현 가능성을 검증하기 위해 음향 시뮬레이션 및 초고속 카메라 기반 인체조직 모사, 동물실험을 진행했다.
그 결과, 초점 음향 압력세기를 조절해 충격파 산란 효과없이 초음파 초점에서 수십에서 수백 마이크론 크기를 갖는 수증기 기포를 생성하고, 기포가 일정 시간 지속 가능토록 제어 및 조절할 수 있다는 점을 확인했다.
연구를 이끈 박기주 박사는 "이번에 개발한 초음파 기술은 기포 크기와 지속 시간을 제어해 조직 정밀 파쇄가 가능한 새로운 기술"이라면서 "기존 집속초음파 기술 단점인 충격파 산란 효과로 생기는 낮은 정밀도를 보완했을 뿐만 아니라 기포 운동, 지속시간 제어로 파쇄 범위와 강도 조절이 가능하다"고 밝혔다.
박 박사는 또 "이를 바탕으로 원하는 특정 세포만을 선택해 파쇄하거나 탈세포화 기반 세포이식 연구 분야에 확대 적용할 수 있을 것"이라며 "관련 핵심 초음파 기술은 국내, 미국에 특허 출원 완료했고 정밀 수술과 시술이 가능한 핸드헬드 타입 초음파 의료기기 상용화를 목표로 후속 연구를 진행하고 있따"고 덧붙였다.
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 지원과 KIST 주요사업, 한국연구재단 우수신진연구사업 지원으로 수행됐으며, 연구결과는 음향 분야 최상위 권위지인 ‘Ultrasonics Sonochemistry’ 최신호에 게재됐다. |
