나노기술 및 정책 정보

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 기존의 조영제보다 혈관 조영 효과가 우수하며 독성과 부작용이 훨씬 적은 조영제를 국내 연구진이 개발하여 MRI(자기공명영상) 조영제시장을 주도할 수 있는 길이 열렸다.
 서울대학교 현택환 중견석좌교수와 서울대병원 영상의학과 최승홍 교수가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업의 지원으로 수행되었다.
 MRI는 현재 살아있는 사람이나 동물의 신체기관을 비침습적이며 실시간으로 영상화할 수 있는 현재까지 가장 뛰어난 영상진단장비 중 하나이다. MRI 조영제는 MRI 영상에서 각 조직과 혈관을 더욱 명확하게 나타나도록 하여 보다 정확한 진단이 가능하다. MRI 조영제는 원하는 부위가 밝게 보이는(양조영, positive contrast) T1 조영제와 어둡게 보이는(음조영, negative contrast) T2 조영제로 구분된다.

 T1 조영제로 상자성의 가돌리듐 착물이 널리 사용되고 있다. 그런데 일반 가돌리늄 착물의 작은 분자량으로 인해 혈관과 생체 내 체류시간이 짧아 혈관질환 등에서 정확한 진단이 어려운 경우가 있고, 신장기능이 떨어지는 사람에게는 전신성 섬유증(Neuphrogenic Systemic Fibrosis)을 유발할 수 있는 위험성이 보고되었다.
 T2 조영제로 SPIO 등 산화철 나노입자가 쓰였는데, 이것은 음조영 효과를 이용한 간의 암종을 발견하기 위해 주로 사용되었다. 그러나 음조영 효과만으로는 혈관이나 다른 암종의 진단에 적용하기 어렵다는 단점으로 현재 임상에서는 사용되지 않고 있다.

 산화철 나노입자는 독성이 적으나 자성이 커서 T1 조영제로 사용하기 힘들었다. T1 조영제로 사용하기 위해 입자의 크기를 매우 작게 만들어 자성을 줄여야 하지만, 매우 작은 크기의 산화철 나노입자의 대용량 합성법이 지금까지 개발되지 못했다.
 현 교수팀과 최 교수팀은 극소 산화철 나노입자(Extremely Smallsized Iron Oxide Nanoparticle; ESIONs)를 간단하고 저렴하게 합성한 후, 이를 T1 MRI 조영제로 활용하여 고해상도 혈관 MRI 영상을 얻었다.

 이 기술은 현재 특허로 출원되어 있다. 간단한 방법으로 3nm(나노미터) 이하의 극소 산화철 나노입자를 대량으로 합성하였다. 극소 산화철 나노입자는 자기모멘트가 작아서 좋은 T1 효과를 내게 한다. 또한 산화철은 체내에 철분으로 저장될 수 있어 생체 적합성이 높고 인체에 무해한 물질로서 독성이 매우 적었다. 극소 산화철 나노입자는 기존의 T1 조영제인 가돌리늄 착물에 비해 훨씬 긴 혈류시간을 가져 고해상도 영상을 얻을 수 있었다. 고해상도영상으로 대동맥, 대정맥, 경동맥 등의 큰 혈관뿐만 아니라 0.2mm 지름의 작은 혈관까지 MRI로 관찰할 수 있었다. 극소 산화철 나노입자는 동맥경화, 심근경색 등 혈관질환을 쉽고 정확하게 진단하는 조영제로 사용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
 현택환 교수는“이번 연구결과는 기존의 MRI 조영제의 한계를 극복하여 독성이 적은 산화철 나노입자로 고해상도 혈관 영상을 가능하게 했다는데 큰 의미가 있다”고 연구의의를 밝혔다.
 이번 연구결과는 화학분야의 권위 있는 학술지인‘미국화학회지(JACS)’온라인 판(7월 25일자)에 게재되었다.