몸 속 모든 혈관을 구석구석 돌아다니며 머리카락 굵기의 미세혈관 내부도 선명하게 보여주는 자기공명영상(MRI) 조영제가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

상용화되면 지금보다 10배 더 정밀한 3차원 혈관 지도를 얻을 수 있어 뇌졸중이나 심근경색, 협심증, 치매 등 뇌심혈관질환 진단의 정확도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

MRI는 뇌와 심장 등의 혈관이 좁아졌는지, 막혔는지 진단하기 위한 장비다. 조영제는 MRI 등 영상 진단 검사나 시술 시 특정 조직, 혈관이 잘 보일 수 있도록 인체에 투여하는 약물을 말한다.

기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단 천진우(연세대 화학과 교수) 단장과 연세대 의대 영상의학과 최병욱 교수 공동연구팀은 세계 최고 수준의 해상도와 안전성을 갖춘 고성능 MRI용 조영제 ‘사이오(SAIO)’를 개발했다고 8일 밝혔다.

사이오의 크기는 5나노미터(㎚·1㎚는 10억분의 1m)로 미세혈관의 직경(0.2~0.8밀리미터·㎜) 보다 약 1500배 작다. 이 때문에 몸 속 모든 혈관을 흘러다닐 수 있다. 또 지금의 MRI 조영제 보다 해상도가 10배 뛰어나 더 자세히 볼 수 있다.

연구팀은 실제로 사이오를 활용해 동물(쥐)의 뇌를 MRI로 촬영했다. 그랬더니 머리카락 굵기(100마이크로미터·㎛)만한 미세혈관까지 선명하게 볼 수 있었다. 이를 통해 정밀한 3차원 MRI뇌혈관 지도를 구현했다.
천진우 단장은 “지금의 MRI 기술이 큰 고속도로만 보는 수준이라면 사이오를 이용해 촬영한 MRI는 좁은 골목길까지 자세히 관찰할 수 있다”고 설명했다.

사이오는 기존 조영제 보다 안전성도 담보됐다. 현재 MRI 촬영 시 ‘가돌리늄 조영제’가 쓰이고 있다. 그런데 건강한 사람에서는 가돌리늄이 콩팥으로 배설되지만 만성 콩팥병을 심하게 앓는 이들에서는 ‘신원성전신섬유증’이라는 부작용이 나타날 수 있다. 반면 사이오는 가돌리늄 대신 철분을 사용해 이런 문제를 근본적으로 없앴다. 사이오는 탄수화물과 철분 등 안전한 성분으로 구성돼 있다.

실제 동물실험을 통해 MRI 촬영 후 사이오가 소변으로 완전히 배출되는 것을 확인했다. 사이오 주입 전·후로 쥐의 방광을 MRI로 촬영한 결과 시간이 지남에 따라 조영제가 방광으로 모였고 전량 소변으로 빠져나가는 현상이 관찰됐다. 해상도와 안전성을 동시에 만족하는 차세대 조영제로 기대를 모으는 이유다.

최병욱 교수는 “심뇌혈관질환 진단의 정확도를 높이고 조기 발견을 가능하게 할 것”이라고 기대했다. 심뇌혈관질환은 지난 30년간 전세계 사망원인 1위이며 돌연사의 주요 원인으로 알려져 있다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering) 9일자에 발표됐다.

민태원 의학전문기자 twmin@kmib.co.kr

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