암세포 찾아가는 똑똑한 나노입자

2016년 어느 날. 간에 종양이 생긴 환자가 수술대에 눕는다. 의사는 ‘칼’을 대지 않고 단지 항암제를 품고 있는 nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m) 크기의 동그란 입자를 혈관으로 주사한다.

환자 복부에는 작은 자석이 올려져 있다. 나노 입자는 혈관을 타고 온몸을 돌다가 자석 아래로 몰려들어 정확히 종양 부위에 도착한다. 이때부터 항암제가 나노 입자에서 배출돼 종양 조직을 공격한다.

항암제의 부작용 중 하나는 종양 부위에 다다를 때까지 주변의 건강한 세포도 파괴한다는 것. 과학기술부 지원 ‘창의적 연구진흥사업단(산화물 나노결정연구단)’을 이끄는 서울대 응용화학부 현택환 교수가 이 문제에 대한 흥미로운 해결책을 제시했다.

유리의 주성분인 이산화규소(실리카)를 지름 150nm 크기의 동그란 입자로 만들었다. 이 나노 입자 곳곳에는 지름 3nm의 구멍이 숭숭 뚫려 있는데 여기에 자성을 띠는 입자와 형광을 발하는 입자들이 박혀 있다.

현 교수는 “항암제를 이 작은 구멍에 끼워 넣고 혈관으로 주사하면 정확히 자석이 놓여 있는 종양 부위에 도달할 수 있을 것”이라며 “나노 입자가 형광을 발하기 때문에 이동 경로를 눈으로 확인할 수도 있다”고 말했다.

그는 또 “실리카 대신 인체에 해를 끼치지 않는 물질을 개발하는 게 실용화의 관건”이라고 덧붙였다.

이 연구 성과는 미국화학회지(JACS) 지난해 12월 31일 온라인판에 게재됐으며 관련 기술에 대한 특허를 출원 중이다.

김훈기 동아사이언스 기자 wolfkim@donga.com