암 치료를 있어 수술요법, 항암 화학요법, 방사선치료 등에 따른 각종 리스크가 뒤따른다는 것은 이미 의학계 정설 중 하나다.

최근 나노입자를 활용한 온열 치료법이 주목받고 있다. 서울대병원 신경외과 백선하 교수, 서울대 융합과학기술대학원 박원철 교수팀은 온열치료에 유용한 철-산화철 코어 셸 나노입자를 개발했다고 16일 밝혔다. 이는 기존에 사용하는 나노입자보다 치료 효과나 비용 측면에서 우수한 것으로 나타났다.

예를 들어 금 나노입자는 기계적인 물성이 약할뿐더러 가격도 비싸다. 철 나노입자는 물성이 강하고 큰 자성을 띠어 온열치료 효과는 좋다. 다만 쉽게 산화돼 반복 사용이 어렵다. 그 때문에 인체에 적합하고 치료 효과와 내구성도 우수한 새로운 나노입자 개발이 필요했다.

▲ 서울대병원 의료진이 교류 자기장 내 철-산화철 나노입자의 실험결과. 5분 이내에 섭씨 6도 가량 상승해 높은 온도상승률을 보였다. 또한 5회 반복된 실험에서도 동일한 온도까지 상승해 내구성을 증명했다.

연구팀은 철 나노입자의 표면을 선택적으로 산화시킨 철-산화철 코어 셸 구조의 나노입자를 만들었다. 합성이 쉽고 비용이 저렴할 뿐 아니라 광열효과가 뛰어나 암세포에 열을 가하기 수월하다. 기존에 치료하기 어려웠던 악성 뇌종양을 포함한 난치성 암에도 효과적일 것으로 보인다. 또한, 공기와 물에 약했던 철 나노입자의 단점도 극복했다.

실제로 레이저 및 교류 자기장 환경에서 분석한 결과, 5분 이내에 각각 섭씨 20도, 6도가량 상승해 준수한 온도상승을 보였다. 5회 반복된 실험에서도 동일한 온도까지 상승해 우수한 내구성을 증명했다.

서울대 융합과학기술대학원 박원철 교수는 “철-산화철 코어 쉘 나노입자는 광열변환효율은 최대 33%로 높은 수치를 보였고 5회 반복된 실험에서도 동일한 성능을 유지하여 안정된 나노입자임을 확인했다”고 밝혔다.

서울대병원 백선하 교수는 “이번에 개발된 철-산화철 코어 쉘 나노입자가 온열 암 치료에서 좋은 성능을 보일 것으로 예상한다”고 하였다.

이번 논문은 나노분야 국제학술지 ‘나노 컨버전스(Nano Convergence)’ 최신 호에 게재됐다.