뇌종양 재발 막는 데 도움 될까? 초음파 이식 장치의 약물 전달 방식

교모세포종 수술 뒤 약물을 뇌 조직 깊숙이 전달해 재발 억제에 도움을 줄 수 있는 이식 장치가 개발됐다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 미디어랩의 자난 다그데비렌 교수 연구팀이 만든 ‘장기 초음파 강화 대류 주입 장치(LUCID)’다. 연구 결과는 2026년 10월 26일 국제학술지 ‘디바이스’에 발표됐다.

장치는 명함처럼 얇고 유연하며, 두꺼운 도화지 정도의 두께다.

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

수술 후 방사선 치료와 항암화학요법을 시행하지만, 혈액-뇌 장벽 때문에 먹는 약이나 정맥 주사로 투여한 항암제 대부분은 뇌 종양 부위에 도달하기 어렵다. 뇌에 도달하는 약물의 양을 늘리려고 농도를 높이면 다른 장기에 독성이 생길 수 있다.

기존 웨이퍼나 하이드로겔은 두개골 안에서 약물을 국소적으로 전달해 전신 부작용을 줄이는 방식이다. 다만 약물이 뇌 조직 깊이 퍼지기 어렵고 방출 속도를 조절하기 힘들다. LUCID는 약물을 장기간에 걸쳐 서서히 내보내는 저장소, 초음파 모듈, 수동 삼투 펌프로 구성된다.

저장소에는 약 100μL의 유체가 담기며, 1μL는 1L의 100만분의 1이다. 삼투압 차이로 약물이 방출된다. 초음파 모듈에는 진동 소자 24개가 배열돼 있다. 초음파가 만드는 대류 흐름은 약물을 더 멀리 이동시키고, 미세 진동은 혈액-뇌 장벽의 투과성을 일시적으로 높인다.

작동 주기와 강도는 블루투스로 무선 제어할 수 있다.

연구팀은 인체 조직을 모사한 젤에서 초음파를 사용했을 때 약물이 더 넓게 퍼지는 것을 확인했다. 생쥐에게 MRI 조영제를 전달한 실험에서도 초음파를 켰을 때 조영제가 뇌 전체로 더 멀리 확산됐다. 이는 약물 전달 범위를 확인한 결과로, 사람의 교모세포종 재발을 막는 치료 효과가 입증된 것은 아니다.

연구팀은 저분자 항암제뿐 아니라 면역치료제와 유전자 치료제, 뇌 이외 장기에도 적용할 잠재력이 있다고 설명했다.