기사제목: fKIST 서민아 박사팀, 조영제 없이 치매 원인 물질 모니터링 기사내용: f국내 연구진이 조영제 없이 생체 내부를 촬영한 영상을 통해 질병을 모니터링할 수 있는 기술을 개발했다.
생체 내부를 촬영하기 위해서는 촬영 대상이 잘 보이도록 하는 조영제 사용이 필수적이지만 몸 속에서 생체 조직과 반응해 조직을 변형시키는 문제가 있었기 때문이다.
한국과학기술연구원(이하 KIST) 센서시스템연구센터 서민아 박사 연구팀은 테라헤르츠(THz1012Hz) 전자기파를 이용해 조영제 없이 생체 내 미량만 존재하는 물질을 검출할 수 있는 새로운 방식의 이미징 기술을 개발했다.
연구팀은 이 기술을 이용해 치매 원인 물질로 알려진 아밀로이드 플라크 단백질을 모니터링했다.
테라헤르츠 전자기파는 Xray나 방사선처럼 고에너지를 갖고 있지 않아 생체조직을 변형시키지 않을 수 있는 장점이 있으며 별도의 조영제 없이 생체 내부를 관찰할 수 있어 안전한 차세대 이미징 기술에 응용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
그러나 Xray나 가시광선보다 파장이 길기 때문에 매우 작거나 극미량의 물질은 관찰하기 어렵고 테라헤르츠파는 생체 내 수분에 흡수돼 사라지기 때문에 관찰한 정보를 수집할 수 없는 한계가 있었다.
KIST 연구팀은 자연계에 존재하지 않는 성질을 인위적으로 만들어낸 인공물질인 메타물질을 개발해 이 같은 문제점을 극복했다.
메타물질을 활용해 대상 물질의 광학적 특성을 바꾸면 특정 파장에서 금속을 플라스틱처럼 보이게 할 수도 있고 눈에 보이지 않도록 할 수도 있다.
서 박사팀은 테라헤르츠파의 민감도를 높이고 생체 내부의 물과 만나 흡수되지 않도록 수분과 만나면 그 경계면에서 반사돼 돌아오도록 하는 새로운 메타물질을 설계, 개발했다.
그 결과 기존 테라헤르츠파 기술로 영상화가 어려운 극미량의 생체 조직의 선명한 영상을 촬영했다.
형광물질이나 방사성동위원소와 같은 조영제를 사용하지 않고도 기존 영상장치와 유사한 수준의 영상을 얻을 수 있게 된 것이다.
연구진은 이 기술을 활용해 뇌 속에 극미량만 존재하고 치매의 원인 물질로 알려진 아밀로이드 플라크 단백질을 관찰했다.
기존 영상 진단 방법에서는 영상의 명암 차이를 통한 상대적인 비교만 할 수 있었으나 테라헤르츠파는 분자들의 상태에 민감하기 때문에 아밀로이드 단백질이 축적된 양까지도 정량적으로 분석할 수 있었다.
서민아 KIST 박사는 인체 내 다양한 질병 원인 물질을 조영제 없이 직접 검출함으로써 치매뿐만 아니라 다양한 질병 진단 기술 개발에 적용할 수 있을 것으로 전망한다며 예를 들어 인체 내 암조직 등을 조영제 없이 선명한 경계면을 확인하는 영상기술로도 활용할 수 있을 것이라고 밝혔다.
KIST는 1966년 설립 후 대한민국산업화를 이끈 싱크탱크 역할에 이어 오늘날엔 선도혁신연구로 국가사회적 난제 해결과 성장동력을 확보하기 위한 초고령화 시대 선제대응4차 산업혁명 기반 구축혁신형 성장동력 지속 발굴지속가능 사회 구현 선도 등 역할을 하고 있다.