국내 연구진이 레이저를 활용, 특수한 세포막 때문에 약물 전달이 쉽지 않았던 뇌·망막 등의 이상 부위에 약물을 투여할 수 있는 기술을 개발했다.

교육과학기술부는 최철희 한국과학기술원(KAIST) 교수 연구팀이 극초단파 레이저빔을 1천분의 1초 동안 쥐의 뇌혈관벽에 쪼여 혈뇌장벽에 일시적으로 틈을 만들고, 이 틈을 통해 약물을 원하는 부위에 전달하는 데 성공했다고 26일 밝혔다.

'21세기 프런티어 뇌기능 활용 및 뇌질환 치료기술 개발사업단'의 지원을 받아 이뤄진 이번 연구의 성과는 특허 출원 중이며, 미국 국립과학원 회보에도 실렸다.

혈뇌장벽은 뇌에 존재하는 혈관 내부의 특수한 지방질 조직, 즉 세포막을 말한다. 이 세포막은 혈관 내피세포들이 서로 밀착·결합한 것으로, 포도당이나 산소 등 뇌에 필요한 극히 일부 물질을 빼고는 이 막을 통과할 수가 없다.

중요한 기관인 뇌를 유해한 세균, 화학물질 등으로부터 지키는 일종의 보호장치인 셈이지만, 동시에 치료에 필요한 약물도 혈관 밖으로 빠져나가지 못해 환부에 이르기 어려운 문제가 있다.
   

최 교수 연구팀은 펨토초(10의 15제곱분의 1초) 간격으로 명멸하는 강력한 극초단파 레이저를 1천분의 1초 동안 이 혈뇌장벽에 쪼이면 순간적으로 내피세포가 수축하면서 혈뇌장벽에 틈이 생기는 사실을 확인했다. 약물이 흘러나와 뇌에 이를 수 있는 통로를 확보한 셈이다.

▲최철희 교수.

그는 이어 "사람의 뇌에 적용하려면 레이저가 쥐보다 두꺼운 사람의 두개골을 투과해야 하는데, 그와 관련된 기술 개발에 다소 시간이 필요할 것"이라며 "그보다 앞서 황반변성 등 망막 질환에 활용될 수 있을 것"이라고 전망했다. 망막에도 혈뇌장벽과 비슷한 기능과 구조의 망막혈관장벽이 존재하기 때문이다.