코 통해 뇌·신경계 질환치료하는 로봇 개발

디지스트·서울성모병원 연구팀

최홍수(왼쪽) 로봇공학전공 교수와 전성웅 박사. 디지스트 제공

국내 연구진이 코를 통해 뇌·신경계 질환치료를 할 수 있는 마이크로로봇을 개발했다. 기존 수술 방식보다 안전하게 알츠하이머, 피킨슨병·뇌종양을 치료할 가능성을 높였다.

디지스트(대구경북과학기술원·DGIST)는 최홍수 로봇공학전공 교수팀과 디지스트-ETH 마이크로로봇 연구센터 김진영 선임연구원, 김성원 가톨릭대 서울성모병원 교수팀이 공동으로 사람 유래 줄기세포에 기반한 자성 마이크로로봇을 개발해 후각 경로로 뇌에 효과적으로 치료제를 전달하는 방법을 개발했다고 2일 밝혔다.

줄기세포 치료에 있어 몸속 깊숙한 곳의 환부나 치료가 위험한 신체 부위에 정확한 양의 치료제를 정확한 위치에 전달하기 어려웠다. 치료제 전달 도중 체내에 유실되는 양이 많아 치료 효율성과 안전성이 낮은 데다, 혈액을 통해 뇌 속으로 치료제를 전달할 땐 뇌혈관의 특수한 부분인 혈액-뇌 장벽 때문에 세포 전달 효율이 떨어지기도 한다.

이런 한계를 극복하기 위해 연구팀은 외부 자기장을 이용해 사람 몸 속에서 자유자재로 제어가 가능한 자성 마이크로로봇을 개발했다. 생체적합성이 높고 초상자성을 갖는 산화철 나노입자를 사람 코 하비갑개에서 추출한 줄기세포에 내재화시킨 마이크로로봇이다. 이 로봇은 자기장에 의해 체내 다양한 생리학적 환경에서 효율적으로 이동이 가능할뿐 아니라, 무선으로 제어할 수 있어 목표 지점까지 빠르고 정확하게 줄기세포를 이송할 수 있다. 

자성 마이크로로봇 뇌 생착 체외 실험. 디지스트 제공

연구팀은 쥐의 혈액-뇌 장벽을 우회하는 후각 경로로 이 마이크로로봇을 주입하고 외부에서 자기장을 이용해 뇌 조직 내에 마이크로로봇을 이동시켜 대뇌 피질에 정밀하게 생착시키는 데 성공했다. 최홍수 교수는 “줄기세포의 정밀하고 안전한 전달이 가능하다는 점에서 알츠하이머병, 파킨슨병, 뇌종양 등 다양한 난치성 신경계 질환 치료에 새로운 가능성을 열었다”고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 지난달 6일 국제과학학술지인 '어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈'(JCR IF 9.933)에 게재됐다.

대구=김덕용 기자 [e-mail]