사진. 한국마이크로의료로봇연구원

 

한국마이크로의료로봇연구원과 전남대학교 로봇연구소, 존스홉킨스의대 공동연구팀은 X-ray 실시간 이미징, 자기공명영상(MRI)이 가능한 색전입자를 정밀전달하기 위한 의료용 마이크로로봇을 개발하는데 성공했다.

 

본 연구는 간암치료중 가장 빈도가 높은 치료법인 간동맥화학색전술의 한계인 색전입자 전달 효율성 저하, 카테터에 의한 혈관 손상 및 2차 감염의 위험, 그리고 X-ray나 MRI를 통한 색전입자 이미징의 어려움 등을 극복하기 위해 마이크로의료로봇 기술을 도입함으로써 이러한 한계들을 극복하고, 색전술의 자동화 및 표준화가 가능할 것으로 기대된다.

 

이번 연구는 보건의료 R&D사업(마이크로의료로봇 실용화 공통기반 기술개발센터, HI19C0642, 사업주관 : 한국마이크로의료로봇연구원)을 통해 수행됐으며, 세계적 권위의 다학제적 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances, IF : 14.980)’에 2022년 11월 18일에 게재됐다. 

 

간암의 치료방법 중의 하나인 카테터를 통한 간동맥화학색전술(Transcatheter arterial chemoembolization, TACE)은 색전물질을 종양 근처의 혈관 내에 주입하여 혈관을 막고 종양영역으로의 혈류를 차단시켜 종양을 사멸시키는 수술법으로, 절제가 불가능한 경우나 수술 전의 치료, 수술 후 재발한 경우 시행되는 수술법이다.

 

하지만 기존 수술법은 색전입자 전달 효율성 저하, 카테터에 의한 혈관 손상 및 2차 감염의 위험, 그리고 X-ray나 자기공명영상(MRI)을 통한 색전입자의 이미징이 불가능하다는 한계들이 있다. 특히, TACE 수술은 미세 종양 혈관을 초선택(Superselection)하는 것이 중요한데, 이를 위한 카테터 접근이 의료진의 의술에 의존하기 때문에 제한적이고, 이를 위한 다년간의 수술 훈련이 필요하다.

 

이러한 한계를 극복하기 위해 본 연구에서는 외부 전자기장에 의하여 능동 정밀조향이 가능하고, X-ray 실시간 이미징, 자기공명영상, 선택적 약물 방출이 가능한 마이크로의료로봇을 개발했다. 본 마이크로의료로봇의 기술을 활용할 경우 의료진의 컨디션에 의존하던 TACE 수술법의 자동화 및 표준화가 가능하여 의료진 및 환자의 피로도와 부담감을 줄일 수 있을 것이라 예상한다.

 

이번 연구의 제1저자로 참여한 한국마이크로의료로봇연구원 고광준 박사는 “이번에 개발된 마이크로로봇은 간동맥화학색전술에서 이용되어 오던 기존 색전입자에 여러 기능을 추가한 것으로 상용화된다면, 높은 간암 치료 효과를 보일 수 있을 것이라 기대한다”라고 설명했다.

 

 본 연구에서 교신저자로 참여한 전남대학교 로봇연구소의 최은표 교수는 “본 마이크로의료로봇 플랫폼을 간 종양 뿐 아니라 색전 수술이 필요한 다양한 질환에 확장하고, 색전 수술의 자동화 및 표준화를 통해 수 년이 걸리는 의료진들의 색전 수술 훈련기간을 단축하여 바로 쉽게 사용 할 수 있도록 개발을 이어갈 것”이라고 말했다.

 

 국내 마이크로의료로봇 분야를 이끌어오고 본 사업 총괄책임자인 박종오 한국마이크로의료로봇연구원장은 “첨단기술인 마이크로의료로봇을 적용하여 실제 의료 시술의 효율을 크게 올릴 수 있어 시술 정밀도 향상과 마이크로의료로봇의 실용성을 확보하게 되었다”고 소감을 밝혔다.