원하는 부위에 고열치료·약물방출…'생분해성 마이크로로봇' 개발

DGIST 최홍수 교수팀 주도…원하는 부위 찾아 약물전달 및 고열치료 병행

생분해성 마이크로로봇의 암세포 치료 메커니즘 모식도/자료=DGIST

대구경북과학기술원(DGIST) 최홍수 교수 연구팀이 원하는 부위에 고열치료 및 약물방출 조절이 가능한 ‘생분해성 마이크로로봇’을 개발했다고 27일 밝혔다.

항암치료 중 약물치료는 가장 많이 쓰이는 방법이지만 약물은 신체의 순환기능에 의해서만 전달되기에 원하는 양만큼 특정 부위에 정확히 전달이 어렵다.

또 고열치료는 부작용이 적어 최근 각광받고 있지만, 특정 부위에 고열을 정확히 전달하기 어렵다는 단점이 있다.

이런 한계를 극복하기 위해 연구팀은 자성나노입자와 약물을 탑재할 수 있는 3차원(D) 생분해성 마이크로로봇을 개발했다.

마이크로로봇을 체내에서 직접 사용하려면 마이크로로봇이 사용 후 체내에서 분해되거나 회수해야 한다. 연구팀은 마이크로로봇의 소재를 생분해성 폴리머로 제작, 임무를 다 한 로봇이 부작용 없이 체내에서 생분해될 수 있도록 설계했다.

시간에 따른 마이크로로봇의 분해 이미지/사진=DGIST

마이크로로봇은 외부자기장을 통한 무선제어방식으로 체내에서 빠르고 정밀하게 약물을 이송한다.

특히 원하는 부위에 도달한 로봇에 고주파의 교반자기장을 걸어주면 마이크로로봇에 탑재된 자성나노입자로부터 발생된 열이 주변의 온도를 올려 국부 고열치료를 수행할 수 있다. 또 교반자기장의 강도와 노출시간을 조절해 약물 방출을 정확하게 조절할 수 있다.

최 교수는 “이번 연구결과를 통해 기존의 암세포 치료방법의 단점을 개선시켜 암세포 치료의 효율을 높이고 부작용을 줄일 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.


이번 연구는 로봇공학전공 박종언 학위연계과정학생이 제1저자로, DGIST-ETH 마이크로로봇 연구센터 김진영 선임연구원이 교신저자로 참여했다.