화학 최희철 교수팀, 광민감제 공정 간편화 기술 개발

항암치료에서 가장 촉망받고 있는 ‘빛의 치료’, 광치료법. 하지만 치료에 사용되는 광민감제의 치료 효율이 낮은 것은 물론, 포르피린으로 만들어진 광민감제는 희귀의약품으로 지정되어 있어 치료비가 높아진다는 단점을 안고 있었다. 이 같은 단점을 획기적으로 보완하는 새로운 광민감제 공정이 국내연구팀에 의해 개발됐다.

POSTECH 화학과 최희철 교수(41)․문혜경 박사팀과 고신대 의대 이상호 교수팀은 순수 아연-프탈로시아닌 분자를 나노선으로 합성하는데 성공, 이 나노선은 물에 잘 분산될 뿐 아니라, 종양 치료에서도 우수한 성능을 보이는 것으로 확인했다고 밝혔다.
세계적인 학술저널 네이처(Nature)가 발행하는 네이처 아시아 머터리얼스(NPG Asia Materials)에 최근 공개된 이 연구 성과는 특히 지금까지 사용되어 온 포르피린 유도체와 달리 공정이 간단하고 수급율이 높아 항암치료에 이용되는 광민감제의 가격을 대폭 낮출 수 있을 것으로 기대를 모으며 기술이전까지 협의 중인 상태다.

암을 치료하는 방법 중 빛을 이용하는 광치료법은 빛을 흡수하는 광민감제를 주사한 후 특정 파장을 가지는 레이저를 환부에 쬐어 암세포를 파괴하게 하는 치료법이다. 하지만, 광민감제로 널리 사용되는 포르피린 유도체나 최근 경쟁적으로 연구가 진행 중인 프탈로시아닌의 경우 물에 잘 녹지 않아 인체 내에서 흡수되기 어렵다는 단점을 가지고 있다. 지금까지는 이들 분자를 복잡한 공정을 통해 물에 녹거나 분산되는 분자를 만들어 냈으며, 이 때문에 효능이 저하되는 것은 물론 생산 공정에서의 비용이 높아져 약품 역시 가격이 높았다.

연구팀이 개발한 아연-프탈로시아닌 나노선은 물 분자와의 상호작용이 극대화되어 물에 잘 녹을 뿐 아니라, 오랜 시간 물에 잘 분산된 상태로 유지됨과 동시에 광역학적 특성과 광열적 특성을 보였다. 또, 세포실험과 동물실험을 통해 이 나노선이 세포를 대상으로 한 종양 치료 실험에서는 40% 치료 효율을, 동물 실험에서는 대부분의 암세포를 제거하는데 성공함으로써 상당히 우수한 치료 효과를 보이는 것으로 나타났다.
(주)바이오써포트(대표이사 강호경)와 기술이전을 추진하고 있는 이 연구 성과에 사용된 증발-응축-결정화(vaporization-condensation-recrystallization, VCR) 공정은 장치도 간단하고 높은 수율(收率)을 보여 아연-프탈로시아닌 기반의 광민감제의 가격을 지금보다 상당 수준 낮추어 보급할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.
연구를 주도한 최희철 교수는 “이번 연구 성과는 광민감제의 성능을 높일 수 있을 뿐 아니라 훨씬 저렴한 가격에 보급할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝히면서, “학문적으로는 항암제를 비롯한 다양한 약을 나노구조로 만듦으로써 기존 약이 가지는 문제점을 극복할 수 있는 새로운 패러다임을 제시한 것으로 생각한다”고 밝혔다.

한편, 이 연구는 교육과학기술부 선도연구센터육성사업과 미공군과학연구실과의 국가간 합의사업의 지원을 받아 수행되었다.