포항공과대학교(포스텍)는 창의IT융합공학과 김철홍 교수팀이 살아있는 조직의 아주 작은 혈관이나 세포를 실시간으로 볼 수 있는 광음향 현미경(Photoacoustic Microscopy; PAM)을 개발했다고 19일 밝혔다.

암이 만든 혈관은 정상 혈관에 비해 형태가 비정상적인 모양을 가지고, 혈관 내 혈액도 암세포의 비정상적인 대사기능으로 인해 산소농도가 매우 낮다는 특징을 가졌다. 암세포 때문에 만들어진 혈관을 찾는다면 이를 차단하는 약물의 효과도 즉시 알 수 있고 약물이 암에 어떤 영향을 미치는 지도 관찰 할 수 있다.

이에 연구팀은 살아있는 몸에서 미세한 혈관을 관찰하기 위해 광음향 현미경에 주목해, 수 나노초(ns) 길이의 짧은 빛을 관찰하고자 하는 부위에 조사 시키면, 그 빛을 흡수한 물질이 미세한 초음파를 발생시키는데 이것을 광음향 효과라고 한다.

PAM은 이런 초음파를 영상화 할 수 있는 현미경으로 특히 혈관은 빛에 매우 민감하게 반응하기 때문에 PAM은 작은 모세혈관까지 선명하게 관찰할 수 있다.

김철홍 교수 연구팀은 싱가포르 과학기술청(A*STAR)와 협력해 뇌종양에 걸린 쥐에 종양과 연결된 신생 혈관을 억제하는 약물을 투여한 뒤 광음향 영상 기술을 통해 관찰한 결과 약물에 의해 혈관이 억제되고 회복되는 모습을 정밀하게 관찰할 수 있었다.

김철홍 교수는 “이번 연구 결과를 통해 신뢰성 높은 약물의 효과를 검증 할 수 있는 방법을 제시했으며, 이 기술이 암치료를 위한 신약 개발에 큰 도움이 될 수 있을 것이다”며 기대했다.

이 연구는 광학분야 국제학술지인 ‘저널 오브 바이오포토닉스’ 표지 논문으로 실렸다.