혈당·인슐린 저항 감소하고, 간 섬유화 저감 효과
(서울=내외방송) 현재 약물과 주사 등을 사용하는 당뇨병 치료가 앞으로는 빛을 활용한 치료법으로 대체될 수 있을 전망이다.
KAIST(한국과학기술원)는 "유승협 전기및전자공학부 교수와 박도현 서울아산병원 소화기내과 교수 연구팀, 한국전자통신연구원 실감소자연구본부로 이뤄진 공동연구팀이 유기발광다이오드(OLED) 기반 카테터를 세계 최초로 구현했다"고 13일 밝혔다.
카테터는 환자의 소화관이나 기관지, 혈관의 내용물을 떼어 내거나 약제 등을 신체 내부로 주입하는 고무 또는 금속 재질의 가는 관을 말한다.
연구팀이 카테터를 활용해 빛 치료를 체내 장기에도 적용할 수 있는 길을 연 것이다.
카테터 형태의 OLED(자체발광형 유기물질) 플랫폼을 십이지장 같은 튜브 형태의 장기에 직접 삽입할 수 있는 OLED 빛 치료기기를 개발해 현대인의 주요 성인병 중 하나인 제2형 당뇨병 개선 가능성을 확인하고자 했다.
연구팀은 기계적으로 안정적이면서도 수분이 있는 환경에서도 잘 동작할 수 있는 아주 얇고(초박막), 유연한 OLED를 고안했다. 이 OLED를 원통형 구조가 감싸 모든 방향으로 빛을 균일하게 방출한다.
뿐만 아니라 OLED가 저온에서도 발열되는 특성으로 체내 삽입 시 열에 의한 조직 손상을 방지했으며 생체적합성 재료를 활용해 부작용도 최소화했다.
OLED 카테터 플랫폼을 제2형 당뇨병을 가진 쥐 모델의 십이지장에 삽입해 실험해 본 결과, 대조군에 비해 혈당과 인슐린 저항성이 줄어들었다.
유 교수는 "이번 연구는 새로운 응용분야를 발굴하고, 원천기술을 확보함에 있어 소자와 의학 그룹 간 체계적인 융합 연구와 협업의 중요성을 잘 보여주는 사례"라고 말했다.
박 교수는 "십이지장 내 OLED 광 조사가 장내 마이크로바이옴(체내 미생물 생태계)에 영향을 줘 장내 유익균의 증가와 유해균 감소를 통한 제2형 당뇨병의 혈당 개선, 인슐린 저항성 감소와 섬유화 억제를 일으킨 것으로 보인다"고 설명했다.
심지훈 박사와 채현욱, 권진희 박사과정이 공동 제1저자로 수행한 이번 연구는 한국연구재단 등의 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지인 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 최근 온라인 게재됐다(논문명: OLED catheters for inner-body phototherapy: A case of type 2 diabetes mellitus improved via duodenal photobiomodulation).
