미세혈관 관찰 가능해 뇌심혈관질환 조기 진단에 유용
[시사뉴스 김성훈 기자] 뇌심혈관질환 진단을 위한 MRI(자기공명영상) 촬영시 사용되는 기존 조영제보다 10배 더 정밀한 3차원 혈관 지도를 만들 수 있는 조영제가 개발됐다.
기초과학연구원(IBS) 나노의학 연구단 천진우 단장(연세대 화학과 교수)과 연세대 의대 최병욱 교수(영상의학) 공동연구팀은 5나노미터 크기로 미세혈관 직경(0.2~0.8㎜)보다 약 1500배 정도 작아 몸 속 모든 혈관을 돌아다닐 수 있는 조영제 'SAIO(사이오)'를 개발했다고 9일 밝혔다. 1나노미터(nm)는 1미터(m)의 십억 분의 일에 해당한다.
뇌심혈관질환은 돌연사의 주요 원인으로 지난 30년 간 전 세계 사망원인 1위를 기록했다. 뇌와 심장의 혈관이 좁아졌거나, 막혔는지를 진단하기 위해서는 MRI가 널리 사용되지만 기존 조영제는 최대 해상도가 1㎜에 불과해 직경 0.2~0.8㎜인 미세혈관을 관찰하는데 어려움이 있었다.
또 현재 MRI 촬영시 사용하는 '가돌리늄' 조영제는 건강한 사람에서는 콩팥으로 배설되지만, 만성콩팥병을 심하게 앓고 있는 환자에서는 신원성전신섬유증이라는 부작용이 나타날 수 있다.
이에 연구팀은 조영제의 성분을 생체 친화적인 탄수화물과 철분으로 구성하고, 소변으로 100% 배출되도록 했다. 또 지금보다 해상도도 10배 향상시켰다.
천진우 단장은 "예를 들어 기존 조영제를 이용한 MRI 혈관 지도는 큰 고속도로만 볼 수 있었다면 이번에 개발된 조영제로는 고해상도의 정밀 지도를 볼 수 있다"고 설명했다.
연구팀이 실제 사이오를 활용해 동물(쥐)의 뇌를 MRI 촬영한 결과, 머리카락 굵기(100㎛)만 한 미세혈관까지 선명히 볼 수 있는 3차원 정밀 MRI 뇌혈관 지도(사진)를 구현해냈다.
특히 사이오는 동물실험에서 MRI 촬영 후 소변으로 완전히 배출됐다. 실험에서 사이오 주입 전과 후로 쥐의 방광을 MRI 촬영한 결과 시간이 지남에 따라 사이오가 방광으로 모이는 것을 확인했고, 방광에 모인 사이오는 소변으로 배출됐다.
천 단장은 "조영제는 MRI 촬영 후 8시간 내에 92%, 24시간 내에 100% 소변으로 배출되는 것을 확인했다"고 설명했다.
이어 "사이오는 세계 최고수준의 해상도와 완벽한 배출 성능을 가진 조영제"라며 "향후 뇌졸중, 심근경색, 협심증, 치매 등 뇌심혈관질환 조기 정밀진단에 유용할 것으로 생각하고 있다"고 말했다.
한편 이번 연구는 보건복지부 선도형연구중심병원사업과 과학기술정보통신부 IBS 지원으로 수행됐고, 국제학술지 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering(IF 18.952))'에 게재됐다.
