계명대, 전이암 세포분리 바이오칩 개발

허윤석 교수팀·한국기계연구원팀
암세포 98% 이상 회수 가능
암조기 진단·치료 요소기술 확보

▲ 허윤석 교수, 곽봉섭씨, 이성한씨

암 진단에 중요한 혈중 종양 세포 분리용 바이오칩이 국내 연구팀에 의해 개발됐다.

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

혈액 속에 존재하며 체내를 순환하는 극소수의 `종양 세포 (CTCs, Circulating Tumor Cells) 검출`은 암의 조기 진단 및 맞춤형 치료에 있어 매우 중요한 기술이다.

1㎤ 부피의 혈액 내 평균 50억 개의 적혈구, 3억 개의 혈소판, 400만 개의 백혈구의 혈액 세포가 있지만 암환자의 경우 전이암세포는 동일 부피 내에 단지 1-1천개가 함유돼 있다.

따라서, 기존 방식으로는 극미량의 전이암세포를 포집하고자 대다수의 혈액 세포를 제거하는 복잡한 전처리 과정이 필요하며 처리속도가 느린 한계가 있었다.

또한 수술을 통해 암을 제거한 후 전이/재발의 가능성을 검사하는 방법인 혈액 내 암세포 검침법은 미국 식약처를 통과한 단 하나의 모델만 있어 국내에는 아직 도입되지 않고 있다.

그러나 이번 연구로 개발된 바이오칩은 전처리 과정이 필요없이 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) 였으나, 이 기술을 이용해 250μl/min의 처리속도를 구현할 수 있으며 이는 기존 세계최고수준 대비 1.8배의 처리속도를 가져 혈액 내 세포 분리의 효율성을 극대화했다.

현재 혈액 내 암세포 검침에 이용하는 혈액량인 7.5㎖ 기준 30분 이내에 처리가 가능한 수준이다.

연구팀은 이를 통해 암의 조기 진단 및 맞춤형 치료를 위한 요소 기술을 확보했다.

또 혈액 내 암세포 검침을 위한 기초기술을 확보해 향후 암의 전이/재발의 가능성을 검사할 수 있는 검사법 시행의 기틀을 마련했다.

한편, 이 연구 결과는 계측 및 계측장비 분야의 세계적 권위지인 `Sensors and Actuators B: Chemical`에 실렸다.

/심상선기자 [e-mail]