김남영 교수(전자공학과) 연구팀, RF 에너지 기반 정밀 암 의료기술 개발에 성공

- JCR 3.2% Q1, IF: 20.82 과학전문지Bioactive Materials Journal 게재 –

- 심부 종양을 제거하는 비침습RF 메타구조-나노촉매 융합 기술 연구 개발 성공 –

(좌)김은성 교수(광운대 전자공학과 박사) (우)김남영 교수

본교 전자공학과 김남영 교수 연구팀은 현 한양대학교 김은성 교수(광운대 전자공학과 박사) 및 중국CAS연구팀과 함께 “심부 종양을 제거하는 비침습RF 메타구조-나노촉매 융합 기술” 개발에 성공했다.

기존 암 치료는 화학요법, 방사선, 수술에 의존해 왔으나 정상 조직 손상, 낮은 정밀도, 심부 종양 치료 한계라는 근본적인 문제를 가지고 있다. 특히 마이크로파 열치료는 비침습적 장점에도 불구하고 에너지가 표면에서 소산되어 깊은 조직까지 충분히 전달되지 못하는 한계가 존재한다.

광운대학교 김남영 교수 연구팀은 이러한 문제를 “에너지 전달”이 아닌 “에너지의 치료화”라는 관점에서 재정의하고, RF 기반 메타구조 안테나와 나노촉매를 융합한 차세대 치료 플랫폼을 제안하였다. 메타구조RF 안테나는 에너지를 심부 종양에 정밀하게 집중 전달하며, RF 반응형 나노촉매는 이를 선택적으로 흡수하여 열로 변환함으로써 종양 내부에서 치료 효과를 증폭한다.

이 두 기술이 결합된 MTSS 시스템은 에너지 전달과 열 변환을 동시에 강화하는 구조로, 기존 치료 대비 본질적으로 향상된 정밀성과 효율을 구현한다. 특히 치료 효과를 목표 지점에서 ‘프로그래밍’한다는 점에서 기존 방식과 차별화된다. 실험 결과, 약 93%의 종양 억제율과 100% 생존율을 달성하였으며, 표면 손상 없이 종양 내부만 선택적으로 가열하는 심부 정밀 치료가 가능함을 입증하였다.

RF 기반 마이크로파 열 증폭 시스템을 이용한 심부 종양 비침습 정밀 치료 개념도

이번 연구는 교육부에서 지원하는 한국연구재단(NRF) 지원 연구 프로그램의 지원(RS-2023-00302751, RS-2024-00343686))을 받았다. 연구결과는 국제 저명 논문지인 Bioactive Materials Journal (IF=21.4) “Microwave thermal supercharging therapy enables selective tumor ablation via low-power radio frequency-responsive nanotopographies”제목으로 실렸다.

Web link: https://doi.org/10.1002/advs.2024025