KAIST, 초소형 X-선 튜브 및 근접 암치료장비 개발
KAIST, 초소형 X-선 튜브 및 근접 암치료장비 개발
  • 함예솔
  • 승인 2018.11.23 10:20
  • 조회수 1461
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KAIST 원자력 및 양자공학과 조성오 교수 연구팀이 탄소나노튜브를 이용해 손가락보다 작은 진공 밀봉형 초소형 X-선 튜브를 개발해 이를 기반으로 X-선 근접 암치료장비를 개발했다고 합니다. 이는 향후 암치료, 의료용 영상장치, 첨단 산업용 X-선 장비 등에 활용 가능할 것으로 보입니다. 참고로 초소형 X-선 튜브는 아래 그림과 같이 직경이 수mm 이하인 X-선 발생 장치입니다. 

 

탄소나노튜브를 이용하여 만든 초소형 X-선 튜브. 출처: KAIST
탄소나노튜브를 이용하여 만든 초소형 X-선 튜브. 출처: KAIST

특히, 피부암은 전체 암 중에서 발병률이 가장 높아 세계적으로 매년 약 3백만 명의 환자가 발생합니다. 환경오염으로 인해 지구의 오존층이 파괴돼 지표면에 도달하는 자외선의 양이 점점 증가하기 때문입니다. 피부암 치료에는 수술과 약물요법 등이 있으나, 수술은 흉터가 남고, 약물은 부작용을 유발한다는 단점이 있습니다. 상처가 비정상적으로 자란 조직을 뜻하는 켈로이드는 수술, 약물요법, 레이저 등으로 치료하고 있으나 완치가 어렵고 재발률이 높습니다. 

 

반면, 방사선을 이용하면 흉터가 남지 않으면서, 수 분 내로 암 치료가 가능해 고령이나 타 질환으로 인해 수술이 어려운 환자의 경우 쉽게 적용할 수 있다는 장점이 있습니다. 조 교수 연구팀은 강남세브란스 이익재 교수 연구팀과 공동으로 개발한 X-선 근접 암치료 장비를 이용해 피부암과 켈로이드에 대한 세포 및 동물 실험을 수행했습니다. 그리고 개발된 장비가 기존의 방사선 원격 치료장비인 선형가속기(LINAC)와 동등한 치료 효과를 가진다는 것을 확인했습니다. 

 

선형가속기는 너무나 크다. 출처: fotolia
선형가속기는 너무나 크다. 출처: fotolia

선형가속기는 현재 병원에서 널리 사용하는 방사선 치료장비로 가격이 비싸고 크기가 커 넓은 설치공간과 대형 차폐시설이 필요했습니다. 또한 발생하는 에너지가 높아 치료 부위 외 정상 세포도 손상시킬 수 있습니다. 

 

근접암치료장비. 출처: KAIST
근접암치료장비. 출처: KAIST

공동연구팀이 개발한 X-선 근접 암치료장비는 선형가속기보다 가격이 10분의 1 수준이고 국부적 치료가 가능해 정상 세포의 손상을 최소화할 수 있습니다. 소형이기 때문에 이동할 수 있으며 방사선 차폐가 용이합니다.

 

탄소나노튜브를 이용해 개발했지요. 출처: fotolia
탄소나노튜브를 이용해 개발했지요. 출처: fotolia

개발한 X-선 근접치료 장비는 인체에 삽입이 가능해 피부암과 켈로이드 등 인체 표면의 질환 치료 외에도 유방암, 자궁암, 직장암 등과 같은 다양한 암 치료에 이용할 수 있습니다. 더불어 X-선 튜브를 더 소형화하면 내시경에 장착해 위암, 식도암, 대장암, 췌장암 등을 치료할 수도 있습니다. 개발한 초소형 X-선 튜브는 암 치료외에도 의료용 영상장치, 3D 반도체 비파괴검사, X-선 물질 분석장치, X-선 리소그래피, 나노 측정 장비 등 첨단 의료 및 산업용 장비 개발에도 활용할 수 있습니다. 연구팀은 향후 종합병원뿐 아니라 방사선사를 보유한 개인병원에까지 개발한 X-선 근접치료 장비를 판매 및 대여하는 것을 목표로 하고 있으며 반려동물용 치료 장비로도 활용할 계획입니다.  

 

 

 

 

 


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