대구경북과학기술원(DGIST)은 코를 통해 뇌 질환 줄기세포 치료가 가능한 자성 마이크로로봇을 개발했다고 2일 밝혔다.

로봇공학전공 최홍수 교수팀과 DGIST-ETH 마이크로로봇 연구센터 김진영 선임연구원, 가톨릭대 서울성모병원 김성원 교수팀이 공동으로 사람 유래 줄기세포에 기반한 자성 마이크로로봇을 개발, 후각 경로로 뇌에 효과적으로 치료제를 전달하는 방법을 찾아냈다.

줄기세포 치료에 있어 몸 속 깊숙한 곳의 환부나 치료가 위험한 신체 부위에 정확한 양의 치료제를 정확한 위치에 전달하기 어려운 한계가 있다.

또한 치료제 전달 도중 체내에 유실되는 양이 많아 치료 효율성과 안전성이 낮은 데다, 특히 혈액을 통해 뇌 속으로 치료제를 전달할 땐 뇌혈관의 특수한 부분인 혈액-뇌 장벽 때문에 세포 전달 효율이 떨어지기도 한다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 외부 자기장을 이용해 사람 몸 속에서 자유자재로 제어가 가능한 자성 마이크로로봇을 개발했다. 생체적합성이 높고 초상자성(Superparamagnetism)을 갖는 산화철 나노입자를 사람 코 하비갑개에서 추출한 줄기세포에 내재화시킨 마이크로로봇이다.

이 마이크로로봇은 자기장에 의해 체내 다양한 생리학적 환경에서 효율적으로 이동이 가능할 뿐만 아니라, 무선으로 제어할 수 있어 목표 지점까지 빠르고 정확하게 줄기세포를 이송할 수 있다.

연구팀은 쥐의 혈액-뇌 장벽을 우회하는 후각 경로로 이 마이크로로봇을 주입하고 외부에서 자기장을 이용해 뇌 조직 내에 마이크로로봇을 이동시켜 대뇌 피질에 정밀하게 생착시키는 데 성공했다고 밝혔다.

최 교수는 "자성 마이크로로봇으로 후각 경로를 통해 뇌 내에 줄기세포 치료제를 정밀하게 전달하는 게 가능하다는 점에서 이번 연구는 알츠하이머병, 파킨슨병, 뇌종양 등 난치성 신경계 질환에 있어 새로운 치료법을 제시했다"고 말했다.

연구 결과는 지난 6일 국제학술지인 '어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈'에 실렸다.