KAIST 원자력 및 양자공학과 조성오 교수 연구팀이 탄소나노튜브를 이용해 손가락보다 작은 진공 밀봉형 초소형 X-선 튜브 및 근접 암치료장비(brachytherapy device)를 개발했다.

개발은 (주)비츠로네스텍, 강남세브란스 병원 이익재 교수 연구팀과 공동으로 진행된 연구다. 향후 암 치료, 의료용 영상장치, 첨단 산업용 X-선 장비 등에 활용 가능할 것으로 기대된다.

피부암은 전체 암 중에서 발병률이 가장 높다. 세계적으로 매년 약 300만 명의 환자가 발생한다. 환경오염으로 인한 지구 오존층 파괴로 지표면에 도달하는 자외선의 양이 증가한데 기인한다.

피부암 치료에는 수술 및 약물요법 등이 있으나 수술은 흉터 및 미용적 손실, 약물은 부작용을 유발하는 단점이 있다. 상처가 비정상적으로 자란 조직을 뜻하는 켈로이드는 수술, 약물요법, 레이저 등으로 치료하고 있으나 완치가 어렵고 재발률이 높다.

반면 방사선을 이용하면 미용적 손실없이 수 분 내 암 치료가 가능하고 고령이나 타 질환으로 인해 수술이 어려운 경우에도 쉽게 적용할 수 있다는 장점이 있다.

조 교수 연구팀은 강남세브란스 이익재 교수 연구팀과 공동으로 개발한 X-선 근접 암치료장비를 이용해 피부암 및 켈로이드에 대한 세포 및 동물실험을 수행했다. 이를 통해 개발한 장비가 기존의 방사선 원격 치료장비인 선형가속기(LINAC)와 동등한 치료 효과를 가짐을 확인했다.

선형가속기는 현재 병원에서 널리 사용하는 방사선 치료 장비다. 가격이 비싸고 크기가 커 넓은 설치공간과 대형 차폐시설이 필요하다. 발생하는 방사선 에너지가 높아 치료 부위 외 정상 세포도 훼손할 수 있다.

공동 연구팀이 개발한 X-선 근접 암치료장비는 선형가속기에 비해 10분의 1 이하의 가격이다. 국부적 치료가 가능해 정상 세포의 손상을 최소화할 수 있다. 소형이기 때문에 이동할 수 있으며 방사선 차폐도 용이하다.

개발한 X-선 근접치료 장비는 인체에 삽입이 가능해 피부암과 켈로이드 등 인체 표면의 질환 치료 외에도 유방암, 자궁암, 직장암 등과 같은 다양한 암을 치료에 이용할 수 있다.

더불어 X-선 튜브를 더 소형화하면 내시경에 장착해 위암, 식도암, 대장암, 췌장암 등을 치료할 수도 있다. 개발한 초소형 X-선 튜브는 암 치료 외에도 의료용 영상장치, 3D 반도체 비파괴검사, X-선 물질 분석장치, X-선 리소그래피, 나노 측정 장비 등 첨단 의료 및 산업용 장비 개발에도 활용할 수 있다.

연구팀은 향후 병원에 X-선 근접치료 장비를 판매 및 대여하는 것을 목표로 하고 있다. 반려동물용 치료 장비로도 활용할 계획이다.