파킨슨병 진단.투약 전자 장치 나온다.

[류승관]

파스처럼 붙이는…
파킨슨病 진단·투약 전자장치 나온다

[기초과학硏 나노입자연구단 김대형 교수팀 첫 개발]
- 패치에 감지 센서

환자 근육 상태가 비정상땐 약물 나와 피부로 스며들게
- 김대형 교수는
2011년 MIT가 뽑은 '세상을 바꿀 젊은 과학자'…
기초과학硏의 20억 지원 결실

김대형 서울대 교수

교황 요한 바오로 2세(2005년 선종)를 괴롭혔던 파킨슨병
치료에 획기적인 길이 열렸다.
파스처럼 붙이기만 하면 환자의 상태를 실시간으로 파악하고
증세가 심해지면 자동으로 치료 약물을 피부에 주입하는
패치형 의료 전자장치를 국내 연구진이 개발한 것.
파킨슨병은 치매 다음으로 흔한 퇴행성 뇌질환이다.
국내에도 10만명의 환자가 있는 것으로 추산된다.

기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단의 김대형(37·사진)
서울대 교수(화학생물공학부)는 30일 "피부에 붙이는 패치(patch)
에 센서를 달아서 파킨슨병 환자의 상태를 진단하고 치료하는
'웨어러블(wearable· 입을 수 있는)' 전자시스템을 개발했다"
고 밝혔다.
연구 논문은 나노과학 분야 권위지인 '네이처 나노테크놀러지
(Nature Nanotechnology)' 인터넷판 30일자에 발표됐다.

뇌는 도파민이라는 호르몬을 분비해 근육의 움직임을 조절한다.
파킨슨병 환자는 도파민 분비에 문제가 생겨서 손이 떨리고
근육이 뒤틀리는 증상을 보인다.
김대형 교수는 근육 감지 센서가 달린 전자장치를 몸에 밀착하면
환자의 상태를 잘 알 수 있을 것으로 생각했다.

파킨슨병 환자 몸에 붙이는 패치형 전자장치에는 근육의 운동
상태를 감지하는 센서, 피부 온도를 측정하고 열을 내는 센서,
센서들이 측정한 정보를 저장하는 메모리가 내장돼 있다.
실리콘 나노 입자를 넣었다.
이 속에는 도파민 분비를 활성화하는 치료 약물이 들어 있다.

작동 원리는 이렇다.
근육 센서가 환자의 근육이 비정상적으로 뒤틀리는 것을 파악하면,
온도 센서가 열을 낸다.
열이 올라가면 나노 입자에 들어 있는 약물이 녹아서 지름 2~3㎚
의 구멍을 통해 흘러나오고, 이는 피부로 스며든다.
그러면 도파민이 활발하게 나온다.
김 교수는 "돼지 피부로 실험한 결과, 화상을 입지 않을 정도인
45도로 온도를 높이면 상온일 때보다 약물 흡수율이 3배로 늘어
남을 확인했다"며 "약물 흡수율이 높아져 결과적으로 약물 복용
량을 줄이는 효과도 있을 것"이라고 말했다.

30일 오후 서울대 김대형 교수 연구실에서 연구원이 파킨슨병
진단·치료 패치형 전자시스템을 피부에 붙이고 있다.
파킨슨병은 치매 다음으로 자주 발생하는 퇴행성 뇌질환이다.

---- 성형주 기자 -----

개발 과정에서 최대 난제는 소재(素材)였다.
피부는 환경에 따라 늘었다 줄었다를 반복한다.
전자장치도 이에 맞게 확장·수축을 잘해야 피부에서 떨어지지
않는다.
지금까지 패치형 기기는 신축성이 있는 플라스틱에 전자회로를
만들어 붙이는 방식을 주로 썼다.
하지만 플라스틱은 잘 휘어지는 반면 전자신호를 전달하는 효
율이 떨어진다.
자외선이나 수분, 열에 약한 것도 약점이다.
김 교수는 아예 처음부터 반도체 칩을 만드는 실리콘을 소재로
택해 이 문제를 해결했다.
딱딱한 실리콘을 얇게 자르고 표면에 주름을 잡는 방식으로
전자장치가 피부와 비슷하게 최대 25%까지 늘어나도록 만드는 데
성공한 것이다.

김 교수는 한성과학고와 서울대 응용화학부를 나와 미국 일리노이
주립대에서 3년 만에 박사학위를 받았다.
지금까지 사이언스, 네이처 등 세계적인 학술지에 45편의 논문을
썼고 25건의 특허를 획득했다.
2011년에는 미국 MIT의 테크놀로지 리뷰지가 선정한 '세상을 바꿀
젊은 과학자 35명(TR35)'에 포함됐다.
페이스북을 만든 마크 저커버그, 인터넷 포털 야후의 공동 창업자
제리 양 등도 예전에 이 명단에 이름을 올린 바 있다.

현택환 IBS 나노입자연구단장은 "외국 과학자들도 엄두를 못내는
20억원 상당의 첨단 연구 장비를 김 교수에게 전폭적으로 지원해
좋은 성과를 거뒀다"고 했다.

☞ 파킨슨병(Parkinson’s disease)
뇌에서 신경세포가 줄어들면서 손발이 떨리고 걸음걸이가
무거워지는 등 운동장애 증상이 나타나는 퇴행성 뇌질환.
권투선수 무하마드 알리, 교황 요한 바오로 2세 등이 앓았다.

[솥단지]

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[공산]

어려운 연구과제 좋은 결과 기대됨니다. 계속 증진 하시기를 바람니다. !@#$%^&*