심혈관 질환 선제 관리로 ‘Life Care’ 중심 패러다임 전환

대구경북과학기술원 DGIST

심혈관 질환 연구를 진행하는 라이프케어센터 연구진.

전 세계에서 매년 1700만 명이 심혈관 질환으로 사망하고 있다. 관련 신약 개발을 위해서는 심혈관계를 개별세포 수준으로 배양, 연구해야 하지만 쉽지 않다. 대구경북과학기술원(이하 DGIST, 책임교수 김철기·작은 사진)은 혈관에서 일어나는 다양한 병변을 효과적으로 진단하기 위한 통합형 생분자-물리역학 진단 시스템을 구축한다. 자성 나노입자의 표면 기능성을 확장하여 혈관 내막의 죽상반(콜레스테롤 등이 굳어 국소적으로 딱딱해진 덩어리) 형성을 포함한 심혈관 질환 관련 생물지표를 확인하고 관련 현상의 기본 원리를 밝힌다. 

혈관 변형의 정밀 정량 측정을 위해서는 관련 세포, 단백질 등의 개별 분리, 개별 세포의 물리화학적 반응의 측정 및 그 환경의 제어가 필요하다. 이를 위해 연구진들은 Random Acess Cell Analyser(RACA)-tweezers 통합 시스템을 미세자기영동과 스핀트로닉스 센서 기술을 통합하여 개발한다. 또 혈관의 물리 역학적 변화를 실시간 감지하고 측정의 시공간 분해기능을 획기적으로 높이기 위해 고기능 전자기센서와 혈류 및 혈관 특성 모니터링 시스템도 개발한다. 

센터는 바이오 기술과 나노전자기계 시스템을 접목한 자성 융합 Bio-NEMS, 바이오 기술과 초정밀 기계 제작시스템을 결합한 Bio-MEMS 고도화 기술을 통해 심혈관의 선제 관리를 중심으로 의료 패러다임을 전환하겠다는 목표다. 혈관 및 혈액에서 심혈관 질환 관련 난제를 풀기 위해서는 혈액에서 세포 및 분자 분리를 위한 미세유체 채널 기술, 정밀 분리를 위한 스핀영동 기술 등 자연과학과 공학, 의학 간 융합이 필수다. 때문에 이번 사업에 영남대 의대, 한국기계연구원, ㈜ACT, ㈜바이오이즈 등이 함께 하며 시너지를 내고 있다. 

우리나라 65세 이상 고령 인구의 만성질환 유병률은 90%에 이르고, 진료비는 매년 19조 원에 육박하고 있다. 이 중 심·뇌혈관 질환 진료비가 전체의 24%로 가장 많다. 김철기 교수는 “혈관 질환은 보건 의료적 관점 뿐 아니라 사회경제적 측면에서도 중요하다”고 강조한다. 이어 “심혈관 질환에 대한 물리-화학-바이오-의학 연계연구 결과는 기존의 ‘Health care’ 개념에서 ‘Life care’ 중심으로 의료 시스템의 패러다임이 전환될 것”이라고 진단하며 “그 중심에 DGIST 라이프케어센터가 있을 것”이라고 강조했다.