[대전인터넷신문=세종/최대열기자] 과학기술정보통신부와 한국원자력연구원은 원자력연 첨단방사선연구소가 저마늄-68 생산과 흡착소재 개발에 성공해 갈륨-68 발생기 핵심기술을 확보, 난치암 진단용 방사성의약품 국산화 기반을 마련했다고 밝혔다.

갈륨-68 발생기 핵심소재의 미세구조를 보여주는 주사전자현미경(SEM) 이미지(왼쪽)와 병원에서 비임상 평가를 위해 핵심소재 컬럼을 설치한 모습. (자료=과학기술정보통신부·한국원자력연구원)

갈륨-68은 붕괴 과정에서 양전자를 방출해 전립선암과 신경내분비종양 등 난치암을 진단하는 양전자단층촬영(PET)에 활용되는 핵심 방사성동위원소다. 반감기가 68분으로 짧아 장기간 보관이 어려워, 저마늄-68(반감기 271일)을 이용한 발생기를 통해 안정적으로 공급해야 한다. 그동안 국내에서는 관련 핵심기술 부족으로 전량 수입에 의존해 왔다.

갈륨-68 발생기 개발에는 원료인 저마늄-68 생산기술과 함께, 저마늄-68은 흡착하고 갈륨-68만 선택적으로 분리·용출하는 소재 기술이 필수적이다. 첨단방사선연구소는 과기정통부의 ‘방사성동위원소 산업육성 및 고도화 기술 지원사업’(2021~2026년, 총 269억 원)을 통해 30MeV 사이클로트론 기반 저마늄-68 생산기술을 확보한 데 이어, 이번에 흡착소재 개발까지 성공하며 핵심 요소기술을 모두 갖추게 됐다.

연구진은 천연물질인 키토산과 금속산화물 타이타늄 전구체를 활용해 마이크로 크기의 입자를 제조하고 열처리를 통해 결합력을 높인 신규 흡착소재를 개발했다. 평가 결과 갈륨-68 용출 효율은 약 70%로 세계 시장 선도 제품과 유사한 수준을 보였으며, 1회 용출로 환자 6명분의 방사성의약품을 안정적으로 생산할 수 있는 것으로 확인됐다.

특히, 해당 소재는 약 1년간 사용 가능한 내구성을 확보해 외산 대비 약 2배 긴 수명을 보였다. 이는 의료기관의 교체 주기를 줄여 운영 효율성과 경제성을 동시에 높일 수 있을 것으로 기대된다.

또한, 연구진은 개발된 소재로 용출한 갈륨-68을 활용해 분당서울대병원 핵의학과와 공동으로 전립선암 진단용 방사성의약품 비임상 실험을 수행했으며, 종양 영상 확보를 통해 기술의 유효성을 검증했다. 관련 기술은 국내외 특허 등록을 완료했으며, 향후 방사성의약품 개발 기업을 대상으로 기술이전이 추진될 예정이다.

박정훈 사이클로트론응용연구실장은 “이번 핵심소재 개발로 사이클로트론 기반 갈륨-68 발생기 개발에 필요한 모든 요소기술을 확보했다”며 “AI 기반 자율운전과 제조 시스템을 고도화해 저마늄-68을 대량 생산하면 국내 수요를 안정적으로 충족할 수 있을 것”이라고 말했다.

과기정통부는 올해 종료되는 방사성동위원소 산업육성 사업 이후에도 후속 연구개발을 기획해 방사성의약품 핵심기술 확보와 산업화를 지속 지원할 계획이다. 오대현 미래전략기술정책관은 “이번 성과는 방사성동위원소 생산부터 방사성의약품 개발, 환자 진단·치료까지 전주기를 국내 기술로 수행할 수 있음을 보여준 사례”라며 “희귀·난치암 환자의 안정적 진료와 글로벌 시장 경쟁력 확보를 위해 지원을 이어가겠다”고 밝혔다.

이번 기술 확보는 방사성의약품의 해외 의존도를 낮추고 공급 안정성을 높이는 전환점이 될 전망이다. 동시에 원자력과 의료가 결합된 고부가가치 산업 기반을 강화하고, 난치암 환자의 진단 접근성과 의료 서비스 안정성을 높이는 데에도 의미 있는 성과로 평가된다.

<무단전재 및 재배포금지>