1987년 스필버그가 제작하고 조 단테 감독이 만든 이너스페이스(innerspace)라는 영화를 기억하는 사람이 많을 것이다. 주인공들이 초소형 잠수함을 타고 인체 안으로 투입이 되어 치료를 하는 줄거리인데 당시에는 굉장히 흥미로웠다. 단순히 기발한 상상력이라 했던 일들이 미래에는 가능해질 것으로 생각된다.
최근에는 나노기술(Nano-technology)이 급속도로 발전되고 있으며, 과학계뿐 아니라 사회적으로 그리고 의료계에서도 상당한 이슈가 되고 있다. 나노란 고대 그리스의 난쟁이를 뜻하는 `나노스(nanaos)'에서 유래된 것으로 10억 분의 1미터 길이를 뜻하는 말이다. 이는 머리카락의 1만 분의1이 되는 눈에 보이지 않는 초미세 세계이며, 세포 핵속의 DNA도 10나노, 박테이라는 100나노 정도가 된다. 나노기술이란 크기가 1-100 나노미터(nm) 사이의 물질을 만들거나 분석, 사용하여 연구하는 모든 기술을 이야기한다. 지금 나노기술이 부각되고 있는 이유는 1983년에 발명된 주사형 터널 현미경의 급속한 발전 때문인데 이것이 원자나 분자를 하나씩 관찰하거나 조작하는 것을 얼마든지 가능하도록 만들었다.
이러한 나노기술과 의학적 접목은 향후 암 치료 및 세포차원에서의 치료가 가능해 질 수 있으며 이로 인해 여러 가지 불치병들을 치료할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 현재의 암 치료는 수술ㆍ항암치료 및 방사선 치료가 대표적인 치료방법이다. 그러나 가장 큰 문제가 전이된 암은 수술로써 치료가 힘들고, 항암치료나 방사선 치료는 암세포와 같이 정상세포에도 손상을 주어 몸이 버티지 못하는게 가장 큰 문제이다. 즉 암세포만 찾아내 선택적으로 죽이는 기술이 필요하다. 이 기술이 바로 나노기술에 있다. 이 또한 과학과 의학의 융합기술로서 새로운 분야를 개척할 수 있는 것이다.
나노기술이 중요한 이유는 나노입자와 마이크로입자 와는 크기만 다르다는 문제가 아니라 화학적, 물리적 환경이 전혀 다르게 되며, 나노크기의 물질들은 크기가 큰 동일한 물질들과는 다른 물리적 특징을 가지게 된다. 예를 들면 암세포가 커지려면 혈관을 생성하게 되는데, 정상혈관에서는 혈관세포 사이로 나노입자가 빠져나갈 수 없는 반면에 암세포에서는 나노크기의 입자가 암을 먹여 살리는 혈관세포 사이로 빠져나가게 되어 암세포를 공격할 수 있다.
나노입자가 일단 체내로 들어오면 대식세포 등에 의해 사라지게 되는데 이것을 피하기 위해서는 나노 입자의 표면을 특수하게 코팅하는 것이 중요하다. 따라서 나노입자는 면역체계를 피해가는 스텔스 기능이 가능하다. 예를 들어 금(gold)을 나노입자 크기로 만든 후 특정한 빛을 비추면 열을 발생하게 되는 특성이 있다. 따라서 암 조직에 금 나노입자가 들어가게 한 후 인체 밖에서 원적외선을 쬐게 되면 열을 발생하여 암 조직을 죽일 수도 있다.
나노기술과 의학의 융합은 결국 불치병인 암을 치료할 수 있는 기대를 할 수 있다. 그 이유는 나노소재는 다양한 기능성 화합물을 이용하여 표면처리를 할 수 있기 때문에 나노입자 표면에 항체, 단백질, 약물 등이 입혀진 기능화된 나노의약품을 만들 수 있다. 예를 들면, 하나의 나노입자에 항암제와 특정 암을 표적으로 삼을 수 있는 항체와 조영기능을 할 수 있는 물질을 모두 첨가하게 되면, 특정암세포를 나노입자가 추적하여 갈 수 있고, 방사선 영상으로 암 조직을 볼 수 있으며, 나노입자 속의 항암제가 암을 죽일 수 있게 된다. 따라서 정상세포는 파괴시키지 않고, 특정 암세포만 선택적으로 죽일 수 있다.
최근에 나노입자가 가지는 독특한 광학적, 화학적, 물리적 특성을 이용하여 나노물질을 복합적으로 설계한 다기능성 나노복합물질에 대한 연구가 활발하다. 아직까지는 불치병으로 생각되었던 암을 정복할 날이 머지 않은 것 같다. 작은 분자 크기의 입자가 무한한 잠재력을 가지고 있으며, 앞으로 의학자와 공학자 사이의 기술합작으로 인류 역사 상 가장 위대한 물질을 개발해 낼 수 있다. 결국 암의 정복, 혈관 안을 돌아다니며 치료하는 나노로봇의 개발로 인간의 수명은 이제 100세를 훨씬 넘기게 될 것이다. 이 흥미진진한 제 2의 산업혁명이 10억 분의 1미터에 달려있다.
조성진 순천향대 신경외과 교수
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최근에는 나노기술(Nano-technology)이 급속도로 발전되고 있으며, 과학계뿐 아니라 사회적으로 그리고 의료계에서도 상당한 이슈가 되고 있다. 나노란 고대 그리스의 난쟁이를 뜻하는 `나노스(nanaos)'에서 유래된 것으로 10억 분의 1미터 길이를 뜻하는 말이다. 이는 머리카락의 1만 분의1이 되는 눈에 보이지 않는 초미세 세계이며, 세포 핵속의 DNA도 10나노, 박테이라는 100나노 정도가 된다. 나노기술이란 크기가 1-100 나노미터(nm) 사이의 물질을 만들거나 분석, 사용하여 연구하는 모든 기술을 이야기한다. 지금 나노기술이 부각되고 있는 이유는 1983년에 발명된 주사형 터널 현미경의 급속한 발전 때문인데 이것이 원자나 분자를 하나씩 관찰하거나 조작하는 것을 얼마든지 가능하도록 만들었다.
이러한 나노기술과 의학적 접목은 향후 암 치료 및 세포차원에서의 치료가 가능해 질 수 있으며 이로 인해 여러 가지 불치병들을 치료할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 현재의 암 치료는 수술ㆍ항암치료 및 방사선 치료가 대표적인 치료방법이다. 그러나 가장 큰 문제가 전이된 암은 수술로써 치료가 힘들고, 항암치료나 방사선 치료는 암세포와 같이 정상세포에도 손상을 주어 몸이 버티지 못하는게 가장 큰 문제이다. 즉 암세포만 찾아내 선택적으로 죽이는 기술이 필요하다. 이 기술이 바로 나노기술에 있다. 이 또한 과학과 의학의 융합기술로서 새로운 분야를 개척할 수 있는 것이다.
나노기술이 중요한 이유는 나노입자와 마이크로입자 와는 크기만 다르다는 문제가 아니라 화학적, 물리적 환경이 전혀 다르게 되며, 나노크기의 물질들은 크기가 큰 동일한 물질들과는 다른 물리적 특징을 가지게 된다. 예를 들면 암세포가 커지려면 혈관을 생성하게 되는데, 정상혈관에서는 혈관세포 사이로 나노입자가 빠져나갈 수 없는 반면에 암세포에서는 나노크기의 입자가 암을 먹여 살리는 혈관세포 사이로 빠져나가게 되어 암세포를 공격할 수 있다.
나노입자가 일단 체내로 들어오면 대식세포 등에 의해 사라지게 되는데 이것을 피하기 위해서는 나노 입자의 표면을 특수하게 코팅하는 것이 중요하다. 따라서 나노입자는 면역체계를 피해가는 스텔스 기능이 가능하다. 예를 들어 금(gold)을 나노입자 크기로 만든 후 특정한 빛을 비추면 열을 발생하게 되는 특성이 있다. 따라서 암 조직에 금 나노입자가 들어가게 한 후 인체 밖에서 원적외선을 쬐게 되면 열을 발생하여 암 조직을 죽일 수도 있다.
나노기술과 의학의 융합은 결국 불치병인 암을 치료할 수 있는 기대를 할 수 있다. 그 이유는 나노소재는 다양한 기능성 화합물을 이용하여 표면처리를 할 수 있기 때문에 나노입자 표면에 항체, 단백질, 약물 등이 입혀진 기능화된 나노의약품을 만들 수 있다. 예를 들면, 하나의 나노입자에 항암제와 특정 암을 표적으로 삼을 수 있는 항체와 조영기능을 할 수 있는 물질을 모두 첨가하게 되면, 특정암세포를 나노입자가 추적하여 갈 수 있고, 방사선 영상으로 암 조직을 볼 수 있으며, 나노입자 속의 항암제가 암을 죽일 수 있게 된다. 따라서 정상세포는 파괴시키지 않고, 특정 암세포만 선택적으로 죽일 수 있다.
최근에 나노입자가 가지는 독특한 광학적, 화학적, 물리적 특성을 이용하여 나노물질을 복합적으로 설계한 다기능성 나노복합물질에 대한 연구가 활발하다. 아직까지는 불치병으로 생각되었던 암을 정복할 날이 머지 않은 것 같다. 작은 분자 크기의 입자가 무한한 잠재력을 가지고 있으며, 앞으로 의학자와 공학자 사이의 기술합작으로 인류 역사 상 가장 위대한 물질을 개발해 낼 수 있다. 결국 암의 정복, 혈관 안을 돌아다니며 치료하는 나노로봇의 개발로 인간의 수명은 이제 100세를 훨씬 넘기게 될 것이다. 이 흥미진진한 제 2의 산업혁명이 10억 분의 1미터에 달려있다.
조성진 순천향대 신경외과 교수
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