한국원자력의학원(원장 김미숙)은 김재성 박사와 한국전자통신연구원(ETRI) 박형주 박사 공동 연구팀이 입는 전기장 암 치료기 개발에 본격 나선다고 밝혔다.

의학원에 따르면 전기장을 활용한 암 치료는 암세포에만 특이적으로 작용해 정상세포 손상은 없는 새로운 암 치료법이다. 전기장 발생기를 이용해 암세포 주변에 전기장을 일으켜 암세포의 분열을 억제하고 괴사를 유도하는 원리를 이용한다.

기존 항암치료와 달리 치료기를 옷처럼 입고 일상생활이 가능하다. 현재 미국 식품의약품안전국(FDA)에서 악성 뇌종양, 중피종 등의 치료기로 허가·사용되고 있다. 여러 암종에서 임상실험이 진행 중인 혁신적인 치료기기지만 우리나라에서는 아직 상용화 연구가 미흡한 실정이다.

이번 연구에서 공동연구팀은 국내에서는 아직 생소한 전기장 치료기기 관련 핵심 장치기술을 확보하고, 전기장에 반응해 암세포의 살상효과를 단시간에 극대화할 수 있는 나노소재 기반 표적 치료기술을 개발했다.

연구팀은 전기장발생장치 및 전기장을 피부에 접촉해 전달하는 패치기술과 치료효율을 제어하는 소프트웨어기술을 포함하는 전기장 치료기기 관련 핵심 장치기술을 확보했다. 또 바륨 티타네이트 나노입자(Barium titanate nanoparticle 생체 적용이 가능한 나노입자로 유전율(전기장을 가했을 때 전기적 성질을 가진 분자들이 정렬해 물체가 전기를 띠는 현상이 발생하는 정도)이 높아 전기장의 효능을 더욱 증폭시킬 수 있다)를 주입하고 전기장을 가했을 때 입자가 암세포 내로 흡수돼 전기장만 가했을 때 보다 암세포 증식 및 종양억제 효과가 1.8배 더 높은 것을 확인했다.

이를 통해 전기장 치료가 잘 듣지 않는 저항성 암세포에도 효과적으로 종양증식을 억제할 수 있음을 확인하고, 바륨 티타네이트 나노입자를 전기장 종양치료 특이적 민감제로 사용 가능성을 제시했다.

이번 연구결과는 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 온라인판(2월13일자)에 'Barium Titanate Nanoparticles Sensitise Treatment-Resistant Breast Cancer Cells to the Antitumor Action of Tumour-Treating Fields'라는 제목으로 게재됐다.

김재성·박형주 박사 공동연구팀은 “양 기관 간 융합연구 및 임상연계 후속 연구를 통해 사업화까지 이어지는 한국형 신 의료기기 개발을 기대한다”며 “전기장 암 치료기의 상용화를 앞당겨 암 환자의 삶의 질 개선에 도움이 되기를 바란다”고 말했다.

이번 연구는 한국원자력의학원의 과학기술정보통신부 방사선 반응제어 실용화기술개발사업 및 한국전자통신연구원의 R&D 역량 강화를 위한 선행적 기획기반 구축사업의 지원을 받아 수행됐다. 치료기기 관련 기반기술 및 표적화 기술은 2019년 국제 특허출원을 마친 상태다.