• 최종편집 : 2022.9.28 수 20:04
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꿈의 동위원소 ‘루테튬-177’ 순수 국내기술로 첫 공급진단과 치료를 동시에, 신경내분비암 등 희귀질환 치료에 쓰여
원자력硏 연구용 원자로 ‘하나로’이용, 시간 단축 및 대량생산 역량 확보
한국원자력연구원은 ‘하나로’를 이용해 고순도 방사성동위원소 ‘루테튬-177’ 생산 전 공정에 자립했다.(왼쪽부터=원자력연구원 최강혁 책임연구원, 신진원 하나로운영부장)

‘루테튬-177(Lu-177)’은 진단과 동시에 치료가 가능한 테라노스틱스(theranostics) 방사성동위원소로, 대표적으로 희귀질환인 신경내분비암과 전립선암 치료 등에 사용된다.

어떤 항체 등과 결합하느냐에 따라 활용 분야가 무궁무진하나, 국내에선 아직까지 전량 해외 수입에 의존한다.

한국원자력연구원(원장 박원석)은 국내 의료계가 염원하는 고순도 루테튬-177을 순수 국내기술만으로 생산·공급할 수 있게 됐다고 10일 밝혔다. 고순도 루테튬-177 생산에 필요한 전 공정을 자립하는 데 성공한 것이다.

의료용 방사성동위원소는 중성자를 쪼여 방사성동위원소를 만드는 ‘조사 과정’과 필요한 동위원소만 선별, 추출하는 ‘분리·정제 과정’으로 나뉜다.

지난 2020년 연구원은 고순도 루테튬-177을 국내 최초로 생산해 시험 공급한 바 있다. 하지만 당시에는 해외에서 중성자 조사를 거쳐 후속 절차만을 국내에서 수행했다.

원자력연구원 방사성동위원소 생산 시설에서 ‘루테튬-177’을 제조하고 있다.

이번 성과는 국내 유일의 연구용 원자로 ‘하나로’를 이용해, ‘중성자 조사’ 과정 또한 국산화했다는 점에서 한층 진일보했다.

방사성동위원소는 시간이 지나면 자연스레 양이 줄어든다. 국내 연구로를 이용하면 운송시간이 짧아, 반감기에 따른 품질 저하를 줄일 수 있다.

연구로에서 생성된 루테튬-177은 동위원소생산시설에서 순도를 높이기 위한 분리·정제 과정을 거친다. 연구원은 2020년 분리 장비와 자동화 프로그램을 독자 개발한 이후에도 지속적으로 성능을 개선했다.

특히 루테튬-177을 분리하는 용매를 변경하고 이를 담는 분리컬럼(column) 길이를 최적화해 기존 대비 분리 시간을 약 40% 단축했다.

연구원은 지난 7월 하나로 가동 기간에 70mg의 표적을 토대로, 920mCi(밀리퀴리, 약 3,000만 원)의 루테튬-177을 생산했다. 그중 일부를 분리· 정제해 서울대학교병원 및 경북대학교병원에 시험 공급했다.

원자력연구원은 확보한 ‘루테튬-177’ 일부를 서울대학병원에 공급한 후 기념촬영을 하고 있다.(왼쪽부터=원자력연구원 최강혁 책임연구원, 김은태 선임기술원, 서울대학교병원 핵의학과 최태현 학생, 이윤상 교수)

해당 과정은 중성자 조사부터 분리·정제, 공급지 운송을 통틀어 10일 이내로 진행됐다. 해외 운송에만 2주가량 소요되던 이전과 비교해, 비용 및 시간 측면에서 획기적이다.

두 병원은 루테튬-177이 항체처럼 특정 질병을 표적하는 물질과 결합하는 표지효율이 99% 이상임을 확인했다. 연구원에서 생산한 방사성동위원소의 순도가 뛰어남을 의미한다.

연구진은 2023년에 대용량 분리·정제 장비를 개발해, 한번에 1~2Ci(퀴리, 1Ci=1,000mCi) 규모의 루테튬-177 생산하는 것을 목표로 두고 있다. 이는 국내 연구용 수요를 충분히 만족하는 규모다.

이번 연구는 동위원소연구부 최강혁 박사를 중심으로 2021년부터 과학기술정보통신부 사업인 ‘방사성동위원소 산업육성 및 고도화 기술지원사업’으로 진행되고 있다.

박원석 한국원자력연구원장은 “하나로가 본격 가동함에 따라, 우리나라도 루테튬-177 대규모 상업생산에 한발 가까워졌다”며 “한국원자력연구원은 의료용·산업용 방사성동위원소를 중심 공급지로서, 앞으로도 국민의료복지에 기여하겠다”고 밝혔다.

김영환 기자  yyy9137@naver.com

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