빛 에너지 모아 피부 속 들여다본다…광 치료 효과 커

빛 에너지 모아 피부 속 들여다본다…광 치료 효과 커
기초과학연구원 "다중산란파 활용 기존보다 10배 이상 빛 집속"



(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 최원식 분자 분광학 및 동력학 연구단 부연구단장 연구팀이 생체 조직 내부 물체에 빛 에너지를 10배 이상 모을 수 있는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.
빛을 이용해 질병을 진단하거나 치료하는 광학 이미징 분야에서는 생체 조직 내부 깊은 곳의 물체에 충분한 빛 에너지를 전달하는 게 중요하다.
반사 신호를 읽어야 하기 때문이다.
빛을 잘 반사하는 물체로는 금속 물질이나 생체 조직 중 지방 등이 있다.
광열 치료를 위해선 체내 조직에 이식된 의료 장치를 빛으로 충전하거나 내부에 삽입된 금 입자 반사 신호로 암 조직을 추적 관찰하는 게 필수적이다.
그러나 피부 조직은 많은 입자로 이뤄져 있어서, 보려는 대상이 깊이 있다면 들여다보기가 쉽지 않다.
빛 에너지가 급격히 감소하는 현상 때문이다.


IBS 최원식 부연구단장 연구팀은 다중산란파를 활용해 빛 에너지를 모으는 방법을 개발했다.
다중산란파는 물체에서 반사돼 나오는 빛과 물체와는 닿지 않은 빛으로 나뉠 수 있다.
물체에서 반사되는 다중산란파는 단일 산란파에 비해 세기가 훨씬 크면서도 물체 정보를 가지게 된다.
이 다중산란파를 걸러내기 위해 연구팀은 '시분해 측정 방법'을 활용했다.
매질(파동을 전달해 주는 매체가 되는 물질)에서 나오는 반사 신호를 시간별로 구별해 목표 물체에서 주로 발생하는 다중산란파만을 선택적으로 얻는 방식이다.
이를 토대로 다중산란파 세기를 극대화하는 빛 패턴을 찾아내 기존보다 10배 이상 빛 에너지가 목표 물체에만 모이도록 했다.


해당 기술은 광유전학이나 광 자극 기술과 같은 연구 분야에 접목할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
광 치료 기술과 체내 의료용 이식 장치 광 충전 등 다양한 바이오 기술에 응용 가능할 것으로 기대된다.
최원식 부연구단장은 "산란매질 내부에 묻혀서 보이지 않는 물체에 빛 에너지를 효율적으로 모을 수 있는 획기적인 방법"이라고 덧붙였다.
연구 결과는 미국 동부시간 기준 26일에 네이처 포토닉스(Nature Photonics)에 실렸다.
walden@yna.co.kr
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