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방사선 치료에 열 치료를 병행하면 종양 세포를 더 효과적으로 제거할 수 있다. 이를 위해 몸속에서 병변이 있는 국소 부위만 온도를 높이기 위한 신체 이식 장치가 연구됐으나, 인체에 독성이 없고 무선으로 전원을 공급 해야 하는 문제가 남아 있었다. 

후지 도시노리 일본 도쿄공업대 교수팀은 이런 기준을 모두 충족하며 기존의 한계를 해결한 신체 이식형 표적 발열 장치를 개발했다. 연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’ 6월 9일자에 게재했다. doi: 10.1002/adfm.202102444 

이식형 발열 장치의 가장 큰 장애물은 전자 소자들을 신체 내부에 이식할 수 있도록 유연하게 만드는 문제다. 이를 극복하기 위해 연구팀은 유도가열을 이용해 장치를 개발했다. 유도가열은 코일에 전류를 흘려 금속물체를 가열하는 방식이다. 주방에서 흔히 쓰이는 가전제품인 인덕션이 유도가열의 원리로 만들어졌다.

연구팀은 폴리이미드 필름 위에 금 나노입자로 만들어진 ‘잉크’로 전자 배선을 만들고, 그 위를 PDLLA로 코팅했다. PDLLA은 열 내구성이 뛰어나고 쉽게 분해되며 인체에 해가 없는 소재다. 이후 핀셋으로 전자 배선을 포함한 PDLLA 층을 벗겨내 사람 피부에 유연하게 구부러져 부착되고 전류가 흐르도록 했다. 개의 간 조직에 장치를 심어 기능을 실험해 본 결과 1분 동안 뒀을 때 염증 반응 없이 간 조직의 온도를 최대 7°C 높이는 데 성공했다. 

후지 교수는 “유연성, 생체적합성, 무선 가열 등의 기능을 갖춘 이 장치는 침습 내시경 시술 등에서 열 치료의 가능성을 열었다”며 “장치의 개수와 크기를 조정해서 크기가 다른 병변을 치료할 수 있을 것”이라고 밝혔다.