IBS 나노입자 '방사선' 보호제 개발, 기존 성능 '5배'

IBS 나노입자 '방사선' 보호제 개발, 기존 성능 '5배' (사진-기초과학연구원 로고) © 주간시흥

[주간시흥=강선영 기자] 방사선 피폭 피해를 막을 수 있는 나노입자 기반 보호제가 개발됐다. 

기초과학연구원(IBS·원장 노도영)은 현택환 나노입자 연구단장(서울대 석좌교수)과 박경표 서울대 치의학대학원 교수팀이 방사선 피폭 시 유발되는 활성산소를 제거하는 나노입자를 개발했다고 6일 밝혔다.

최근 방사선은 항암이나 치료, 진단 영역에서 활용이 늘어나고 있다. 방사선을 쬐면 인체 내 물 분자가 수 밀리초(ms·1천분의 1초) 내에 분해되며 다량의 활성산소가 발생한다.

활성산소는 세포에 손상을 일으키며, 최악의 경우 죽음에 이르게 할 수 있어 방사선 분해로 생기는 활성산소를 빠르게 제거하는 것이 중요하다.

현재 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 방사선 보호제는 '아미포스틴'이 유일하다. 이것도 전신이 아닌 타액선 손상만 제한적으로 예방할 수 있고 독성 부작용 우려도 있다. 낮은 농도로는 효과가 크지 않고 30분이 지나면 효과가 사라진다.

연구진은 전신보호와 적은 부작용에 초점을 두고 보호제 개발 연구에 착수했고 활성산소 제거 효능이 있는 나노입자 세륨산화물(CeO₂)과 망간산화물(Mn₃O₄)에 주목했다. 

연구진은 나노입자 구조를 제어해 성능을 향상시키는 방법으로 문제를 해결했다. 세륨산화물 나노입자 위에 망간산화물 나노입자 보호제를 증착시킨 형태의 나노입자를 만들어, 두 나노입자의 격자 차이를 이용해 표면에 활성산소를 흡착시키는 에너지를 최적화했다.

이렇게 합성된 세륨-망간산화물 나노입자는 기존 세륨산화물 나노입자보다 항산화 성능이 최대 5배 이상 높아졌다.

치사율 100%의 고선량 방사선에 노출된 실험 쥐에 아미포스틴 권장 투약량 360분의 1에 해당하는 매우 적은 양의 나노입자를 투여했음에도 아미포스틴을 투여했을 때보다 생존율이 3.3배 높은 것으로 나타났다.

현택환 단장은 “개발한 나노입자는 방사선 피폭으로부터 인체를 보호하는 효과적인 보호제로 활용할 수 있다”며 “방사선 의학 활용, 사고 피해 우려까지 덜 수 있을 것”이라고 말했다.