간, 폐 등 일부 장기로 진단 부위가 한정된 기존 초음파 조영제 물질과 달리 류머티즘이나 동맥경화 등 난치성 질환까지 진단할 수 있는 초음파 조영제 물질을 국내 연구진이 개발했다. 18일 미래창조과학부에 따르면 한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소의 김광명 박사 연구팀은 마이크로미터 단위 크기(지름 약 2㎛)인 기존 조영제보다 훨씬 작은 나노 수준(지름 약 400㎚)의 조영제 물질인 ‘히알루론산 나노버블’을 개발했다. 기존 초음파 진단용 조영제는 마이크로 크기의 가스를 지질ㆍ단백질 등에 단순히 불어넣는 방식으로 만들어진다. 따라서 입자가 크고 균일하지 않아 혈관 내 조영에만 이용되는 한계가 있다. 또 인체에 주입된 후 혈액에서 순환하는 시간이 10분 이내로 간, 비장, 폐 등 특정 장기에만 축적되기 때문에 진단 부위가 제한적이다. 가스 입자를 나노 크기로 줄이면 혈액에서 순환하는 시간이 길어져 다양한 인체 장기에 축적될 수 있다. 하지만 크기가 작으면 초음파 영상으로 확인할 수 없어 진단에 사용할 수 없다. 연구팀은 나노 크기인 히알루론산 입자 안에 프로판가스의 일종인 액상 퍼플루오르펜탄을 넣는 방식으로 히알루론산 나노버블을 제조함으로써 기존 조영제의 크기 문제를 해결했다. 이 물질은 액체 상태로 8시간 이상 체내에서 순환하면서 인체 장기에 축적된다. 이후 마이크로 크기의 가스 입자로 기화되면서 팽창한다. 이로써 여러 장기의 초음파 영상을 확인할 수 있게 한다. 기존 조영제가 주로 간암이나 혈관 관련 질환을 진단하는 데 특화된 것과 달리 히알루론산 나노버블은 미세한 신생혈관이 많이 형성되는 암이나 류머티즘, 동맥경화 등 난치성 질환도 초음파 검사로 진단할 수 있다. 간암이 형성된 쥐의 정맥에 히알루론산 나노버블을 투입한 결과, 기존 초음파 조영제인 ‘소노뷰’ 대비 120배 이상, ‘소나조이드’ 대비 3배 이상 진단 영상이 지속되는 것으로 나타났다. 김 박사는 “히알루론산 나노버블은 혈관에서 주변 조직으로 침투하는 힘이 강하기 때문에 진단뿐 아니라 치료 목적의 약물 전달까지 가능한 조영제로 활용될 수 있다”고 말했다. 이 기술은 국내 및 미국 특허를 출원한 상태다. 미래부가 추진하는 신기술융합형 성장동력사업의 지원을 받아 수행된 이 연구의 결과는 재료과학 분야의 국제 학술지인 ‘어드밴스트 펑셔널 머티리얼스’의 최신호 표지논문으로 게재됐다. 연합