난치암 진단용 방사성동위원소 장비 ‘국산화’…환자에 안정적 공급

원자력연, 갈륨-68 발생기 핵심기술 모두 확보
원료물질 생산기술 이어 흡착소재 개발..내구성 우수

실험 쥐에 주입된 갈륨-68 방사성의약품 영상 모습으로 유효성을 검증하는 실험. 원자력연 제공.

난치암 진단용 방사성의약품 생산기술과 핵심 소재이 국산화에 성공했다.

과학기술정보통신부와 한국원자력연구원은 원자력연 첨단방사선연구소가 난치암 진단에 필수인 방사성동위원소‘ 갈륨-68’ 발생기 핵심 요소 기술을 확보했다고 13일 밝혔다.

갈륨-68은 붕괴하면서 양전자를 방출해 전립선암, 신경내분비암 등 난치암 진단을 위한 양전자 단층촬영(PET)에 사용된다.

반감기가 68분으로 짧아 보관이 어려워 환자 치료에 사용하려면 갈륨-68 발생기의 안정적인 공급이 필수적이다. 하지만 국내에서는 핵심기술 확보가 어려워 전량 수입 제품에 의존해 왔다.

갈륨-68 발생기는 방사선동위원소 저마늄-68을 금속 산화물에 흡착시킨 뒤 붕괴 과정에서 발생하는 갈륨-68을 선택적으로 용출해 방사성의약품 제조에 사용된다. 원료물질인 저마늄68의 생산기술과 이를 잘 흡착하고 분리·용출하는 흡착 소재 기술이 핵심이다.

연구팀은 천연 물질인 키토산과 금속산화물 타이타늄 전구체를 혼합해 마이크로 크기의 입자를 만들고, 이를 열처리해 입자 간 결합력을 키운 새로운 흡착 소재를 개발했다.

이 소재의 갈륨-68 용출 효율은 70%로 상용 제품과 비슷한 수준을 보였으며 한 번의 용출로 환자 6명분의 방사성의약품은 안정적으로 생산할 수 있는 것으로 나타났다.

특히 이 소재는 1년간 사용 가능해 기존 외산 제품보다 2배 긴 내구성을 확보했다.

연구팀은 개발한 소재로 만든 용출한 갈륨-68을 이용해 분당서울대병원 핵의학과와 공동으로 전립선암 진단용 방사성의약품 비임상 실험을 수행해 유효성을 검증했다.

해당 기술은 국내외 특허 등록을 마쳤고 향후 방사성의약품 개발 국내 기업에 기술 이전을 추진할 예정이다.

박정훈 실장은 “사이클로트론 기반 저마늄-68 생산기술 확보에 이어 흡착 소재 개발에 성공하며 갈륨-68 발생기 개발에 필요한 모든 요소 기술을 확보하게 됐다”며 “앞으로 사이클로트론에 인공지능(AI)을 적용한 자율 운전 및 제조시스템을 고도화해 원료물질인 저마늄-68을 대량 생산하게 되면 국내 수요를 안정적으로 충족할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

오대현 과기정통부 미래전략기술정책관은 “희귀·난치암 진단·치료에 필수적인 방사성의약품 국산화를 목표로, 방사성의약품 핵심기술 연구개발과 산업 연계를 지속적으로 지원할 계획”이라고 말했다.

이준기 기자 bongchu@dt.co.kr