계명대-기계연, 혈중 종양 세포 분리용 바이오칩 개발

국내 연구팀이 혈중 종양 세포 분리용 바이오칩을 개발했다.

계명대학교는 허윤석 의과대 의용공학과 교수팀과 곽봉섭 한국기계연구원 대구융합기술센터 박사팀이 공동으로 수력학(Hydrodynamic) 기반의 혈중 종양 세포 분리용 바이오칩을 개발했다고 19일 밝혔다.

혈액속에 존재하며 체내를 순환하는 극소수 종양 세포 검출은 암 조기 진단 및 맞춤형 치료에 중요한 기술이다.

1㎤ 부피의 혈액 안에는 평균 50억 개의 적혈구, 3억 개의 혈소판, 4백만 개의 백혈구의 혈액 세포가 있다. 하지만 암환자의 경우 전이암세포는 동일 부피 내에 단지 1-1000개가 함유돼 있다.

혈중 종양 세포 분리용 바이오칩을 개발한 국내 연구팀. 왼쪽부터 이성한 계명대 의학과 의용공학전공 대학원 석사과정.허윤석 계명대 의용공학과교수. 곽봉섭 한국기계연구원 박사과정.

기존 방식으로는 극미량의 전이암세포를 포집하기 위해서는 대다수의 혈액 세포를 제거하는 복잡한 전처리 과정이 필요하다. 처리 속도도 느리다.

특히 수술을 통해 암을 제거한 후 전이·재발 가능성을 검사하는 혈액 내 암세포 검침법은 미국 식약처를 통과한 단 하나의 모델밖에 없어 국내에는 아직 도입되지 않았다.

연구팀이 개발한 바이오칩은 전처리 과정이 필요 없이 '전혈(Whole blood)'을 바로 사용할 수 있으며, 혈구 세포 제거 및 98% 이상의 암세포를 회수할 수 있다.

또 현재까지 보고된 혈액의 최고 처리속도는 140μl/min(분당 마이크로리터)였지만, 이 기술을 이용하면 250μl/min의 처리속도를 구현할 수 있다. 기존 세계최고수준 대비 1.8배나 빠르다.

혈액 내 암세포 검침에 이용하는 혈액량인 7.5ml 기준 30분 이내에 처리가 가능한 수준이다. 암의 조기 진단 및 맞춤형 치료를 위한 요소 기술을 확보한 셈이다.

허윤석 교수는 혈액 내 암세포 검침을 위한 기초기술을 확보해 향후 암의 전이·재발의 가능성을 검사할 수 있는 검사법 시행의 기틀을 마련했다고 평가했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 기초의과학분야 (MRC) 선도연구센터 (비만매개질환연구센터)와 한국연구재단 중견연구 및 과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원 주요사업의 지원을 받았다.

대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com