전남대학교 기계공학부 및 로봇연구소 최은표 교수팀, 전남대 생체재료개발센터(센터장 강성수 교수), 한국마이크로의료로봇연구원(원장 박종오)과 존스홉킨스의대 공동연구팀은 X-레이 실시간 이미징, 자기공명영상(MRI)이 가능한 색전입자를 정밀 전달하기 위한 의료용 마이크로로봇을 개발하는 데 성공했다고 16일 밝혔다.

‘색전입자’는 혈관 내 혈류를 차단하기 위한 마이크로미터 크기의 구형 물질이며 ‘의료용 마이크로로봇’은 나노미터(nm)부터 밀리미터(mm) 사이의 크기로, 인체 내의 질병 부위에만 정확하게 약물을 전달할 수 있는 의료용 미세로봇을 말한다.

간암의 치료방법 중의 하나인 카테터를 통한 간동맥화학색전술(Transcatheter arterial chemoembolization; TACE)은 색전물질을 종양 근처의 혈관 내에 주입하여 혈관을 막고 종양 영역으로의 혈류를 차단시켜 종양을 사멸시키는 수술법으로, 절제가 불가능하거나 수술 전의 치료, 수술 후 재발한 경우 시행되는 수술법이다.

하지만 기존 수술법은 색전입자 전달 효율성 저하, 카테터에 의한 혈관 손상 및 2차 감염의 위험, 그리고 X-레이나 자기공명영상(MRI)을 통한 색전입자의 이미징이 불가능하다는 한계들이 있다.

특히, TACE 수술은 미세 종양 혈관을 초선택(Superselection)하는 것이 중요한데, 이를 위한 카테터 접근이 의료진의 의술에 의존하기 때문에 제한적이고, 이를 위한 다년간의 수술 훈련이 필요하다.

전남대 공동연구팀은 이러한 한계를 뛰어넘어 외부 전자기장에 의하여 능동 정밀조향이 가능하고, X-레이 실시간 이미징, 자기공명영상, 선택적 약물 방출이 가능한 마이크로의료로봇을 개발했다.

연구팀은 이 기술을 활용할 경우 의료진의 컨디션에 의존하던 TACE 수술법의 자동화 및 표준화가 가능하여 의료진 및 환자의 피로도와 부담감을 줄일 수 있을 것으로 예상했다.

전남대 기계공학부 박사 출신인 한국마이크로의료로봇연구원의 고광준 박사가 제1저자로 주도한 이 연구논문은 세계적 권위의 다학제적 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 2022년 11월 18일에 게재됐다. 이 연구는 보건의료 R&D사업(마이크로의료로봇 실용화 공통기반 기술개발센터, HI19C0642, 사업주관 : 한국마이크로의료로봇연구원)을 통해 수행됐다.