추운 날씨가 이어지면서 심근경색에 대한 위험이 높아지고 있다. 최근 영국의 연구결과에 따르면 기온이 1도 떨어지면 심근경색 위험율은 2% 증가한다고 한다.

특히 건강해 보이던 중년남성이 갑작스레 사망하는 경우의 대부분이 심근경색이라고 조사될 정도로 위험한 질병으로 중년 돌연사의 80%가 심근경색이다. 이런 가운데 앞으로 급성심근경색과 페혈증과 같은 시급한 치료가 필요한 질병의 조기진단이 가능해질 전망이다.

창원에 있는 한국재료연구원 나노바이오 융합연구실 박성규 박사 연구팀이 3차원 금(Au) 나노선 적층 기술을 활용해 급성심근경색증을 2시간 이내에 진단할 수 있는 3차원 나노바이오센서 칩을 개발하는 데 성공했다.

연구팀은 지름 40㎚(나노미터) 및 길이 10㎛(마이크로미터)인 은 나노선을 적층해 3차원 고감도 바이오센서 칩을 제조한 데 이어 이번 연구에서 생체 적합성을 높이고자 기존의 은 나노선을 금 나노선으로 치환했다. 이를 통해 금 나노입자를 3차원 나노선 구조상에 진공 증착함으로써 플라즈몬 공명현상을 극대화할 수 있는 광기능성 나노 구조를 개발할 수 있었다.

뿐만 아니라 연구팀은 하나의 칩을 이용해 수십 개의 바이오마커를 동시 분석할 수 있는 3차원 마이크로 어레이 칩도 함께 개발했다.

연구팀이 개발한 `급성심근경색 신속 진단용 고감도 나노바이오센서 칩 기술`은 기존의 심근경색 진단 방법의 하나인 효소면역분석법과 비교해 소량의 혈액(5㎕) 내에 존재하는 극미량(검출민감도 2.02pg/㎖)의 심근경색 바이오마커(cTnI)를 약 30배가량 높은 민감도로 검출하는 것이 가능하다.

이는 어레이 칩 상에 수십 개의 작은 우물구조를 형성시켜 한 번의 검출로 수십 개의 진단이 가능한 바이오칩을 개발한 것이다. 급성심근경색은 물론 난치성 암과 치매 등의 조기진단도 가능한 플랫폼 기술에 해당한다.

연구책임자인 나노바이오 융합연구실 박성규 실장(책임연구원)은 "이번 연구를 통해 급성심근경색과 패혈증 등 치료의 시급성을 요하는 질병의 신속 진단이 가능해져， 이를 통해 기존의 사망률(패혈증: 1주일 내 사망률 20%， 심근경색- 30일 이내 사망률 9.6%)과 의료비용을 획기적으로 감소시키는 게 가능하다"며 "향후 국내 체외진단기기업체의 기술 경쟁력 제고는 물론 세계시장 진출에 보탬이 될 것으로 기대된다"고 말했다.

연구팀은 3차원 바이오센서 칩을 통한 초고감도 패혈증 조기진단 센서를 개발해 지난해 국가연구개발 우수성과에 선정된 바 있다.

이렇듯 나노소재 개발이 의학계에 까지 적용되면서 인간의 생명 연장은 어디까지 갈지 의문이다.