뇌종양 치료용 초음파 장치 LUCID, 약물을 뇌 깊숙이 보내는 원리는?

교모세포종 수술 뒤 남을 수 있는 암세포에 약물을 전달하도록 돕는 이식형 초음파 장치가 개발됐다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 미디어랩의 자난 다그데비렌 교수 연구팀은 명함처럼 얇고 유연한 장치 ‘LUCID’를 개발해 2026년 10월 26일 국제학술지 ‘디바이스’에 연구 결과를 발표했다.

다만 확인된 결과는 조직 모사 물질과 생쥐 실험에서 약물 확산을 살펴본 단계로, 사람의 교모세포종 재발을 막는 효과가 입증된 것은 아니다.

교모세포종은 뇌종양 가운데 공격성과 악성도가 높은 질환으로, 진단 후 평균 생존 기간은 12~15개월이다. 표준 치료는 종양 제거 수술이지만 뇌 조직 틈새에 침투한 미세 암세포를 모두 제거하기 어려워 재발 위험이 높다.

수술 뒤 방사선 치료와 항암화학요법을 시행해도 혈액-뇌 장벽(BBB)이 경구약이나 정맥 주사 약물이 종양 부위에 도달하는 것을 제한한다. 약물 농도를 높이면 다른 장기에 독성이 생길 수 있다.

기존의 웨이퍼나 하이드로겔은 두개골 안에서 약물을 국소 방출해 항암화학요법의 부작용을 줄이는 방식이지만, 약물이 조직 깊숙이 퍼지기 어렵고 방출 속도를 조절하기 힘들다. LUCID는 약물을 담는 저장소와 초음파 모듈, 체내 삼투압 차이로 약물을 방출하는 펌프로 구성된다.

저장소에는 약 100μL의 유체가 담기며, 초음파 모듈에는 진동 소자 24개가 배열돼 있다.

초음파를 작동시키면 조직 안에 대류 흐름이 생겨 약물 분자가 더 멀리 이동하고, 미세 진동은 BBB의 투과성을 일시적으로 높인다. 작동 주기와 강도는 블루투스로 무선 조절할 수 있어 연구팀은 기존 장치보다 약물 방출을 정밀하게 제어할 수 있다고 설명했다.

조직 팬텀에서는 초음파를 썼을 때 약물이 더 넓게 퍼졌고, 생쥐에게 MRI 조영제를 전달한 실험에서는 조영제가 뇌 전체로 확산되는 양상이 관찰됐다. 연구팀은 저분자 항암제뿐 아니라 면역치료제와 유전자 치료제, 뇌 이외 장기에도 적용할 잠재력을 제시했다.