국내 연구진이 집속초음파의 연조직 제거효과 메커니즘을 최초로 규명해 주목 받고 있다.

한국과학기술연구원(이하 KIST)의 바이오닉스연구단 박기주, 김형민 박사팀은 영국 런던대학 사파리(Saffari) 교수팀과 공동 연구를 통해 집속초음파의 연조직 제거효과 메커니즘을 규명하는데 성공했다.

고강도 집속초음파기술은 초강력 초음파 에너지를 한 부분에 집중시켜 특정 부위를 제거하고 치료하는 기술로, 외과적 수술 없이도 종양 제거가 가능해 주목받고 있는 차세대 의료기술이다.

고강도 집속초음파는 대기압의 수백배에 달하는 압력 덕분에 1000분의 1초 남짓한 짧은 시간 안에 초점 부위를 끓는점까지 단숨에 올릴 수 있다. 이 때 초점 부위에서 발생하는 수증기 기포의 운동에너지가 주변 세포 조직의 물리적인 파괴를 일으킬 것으로 예상됐지만 그동안 이를 완벽하게 설명하는 메커니즘은 밝혀진 바가 없었다.

이에 KIST연구팀은 메커니즘 규명을 위해 강력한 초음파 영역에서 발생하는 음향 공동현상을 예측하는 수학적 모델을 개발했다. 그리고 인체조직 모사실험에서 발생한 공동현상을 초고속카메라로 촬영하여 기포의 운동변화 및 강도를 관측했다. 그 결과, 연구팀은 기포의 운동에 의해 발생하는 에너지의 강도는 연조직을 파괴할 수 있을 만큼 강하면서, 동시에 혈관이 파괴될 수 있는 강도보다는 약하다는 것을 밝혀냈다.

이에 연구팀은 고강도 집속초음파의 연조직 제거효과 메커니즘을 구체적으로 규명한 것은 물론 기포의 운동변화 및 강도를 조절하면 원하는 세포조직만을 선택적으로 제거할 수 있는 가능성도 제시했다는 점에서 의미가 있다고 설명했다..

KIST 박기주 박사는 “아직 임상에 적용하기 위해서는 다양한 후속 연구들이 필요하다”며 “수학적 모델링 기법으로 최적화된 초음파 조사조건을 찾으면 외과적 수술 없이도 종양치료 및 특정 세포만을 선택하여 제거하는 것이 가능할 것으로 보인다”고 전망했다.