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김 교수, 한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구센터 김형민 박사, 경희대학교 한의학과 김선광 교수 공동연구팀은 '경두개 집속초음파를 통한 뇌척수액 순환 향상: 실시간 생체 내 이광자 및 광시야 이미징 입증' 연구 결과를 발표했다.
연구팀은 생쥐모델에서 집속초음파 그룹과 대조군을 나눠 비교했고 형광염료를 통해 뇌척수액의 흐름을 확인했다. 이전까지는 기술적 한계로 인해 집속초음파 치료 시 뇌척수액의 실시간 흐름을 관찰하지 못했지만 이번 연구에서는 뇌척수액의 방향 역학을 기반으로 집속초음파의 조사 위치를 두개골이 아닌 두개골 바닥으로 변경해 이를 극복했다.
또한 기존에는 뇌 내 형광 이미지 분석에 어려움이 있었지만 이광자 현미경을 통한 생체 내 형광 이미징 결합으로 집속초음파의 효과를 측정할 수 있었다. 이광자 현미경은 매우 낮은 에너지를 띈 2개의 광자를 이용하는 현미경으로 생체 시료에 주는 부담이 적기 때문에 오랜 시간 안정적으로 관찰이 가능하다.
뇌척수액의 뇌 내 노폐물 제거 기능을 확인할 수 있는 미세입자 추적 실험에서도 집속초음파가 적용된 후 더 많은 미세입자가 관찰됐다. 입자들의 평균 속도 역시 집속초음파 적용 후 증가한 것으로 나타났다.
또한 집속초음파에 따른 뇌 조직의 손상을 검사한 결과 어느 부위에서도 세포 손상이 발생하지 않았고 뇌혈관장벽 누출도 일어나지 않아 치료의 안정성을 확인했다.
김 교수는 "이번 연구는 두개골을 통한 집속초음파 자극이 뇌척수액의 순환을 촉진한다는 것을 실시간 이미징 기법을 통해 최초로 입증한 중요한 성과"라며 "뇌척수액 순환을 개선할 수 있는 비침습적 치료법으로서 집속초음파의 가능성을 확인했으며 퇴행성 뇌질환의 치료에 획기적인 돌파구가 될 것으로 기대된다"고 말했다.
이어 그는 "최근 임상에서 집속초음파의 활용영역이 확대되고 있으며 한림대학교동탄성심병원은 현재 집속초음파 기술을 통한 정상압 수두증 환자의 보행 개선 임상연구를 진행하고 있다"고 덧붙였다.
이재현 글로벌이코노믹 기자 kiscezyr@g-enews.com
