전적으로 외국에 의존하던 의료용 산소 안정 동위원소(O-18) 농축수 분리정제 기술을 국내 연구진이 개발해 국내 기업에 이전함으로써 고가 의료용 농축수를 수입 대체하고 향후 수출까지 가능할 전망이다.

한국원자력연구원(원장 정연호) 원자력재료개발부 김재우 박사 팀은 교육과학기술부 원자력연구개발사업의 일환으로 ‘O-18 분리정제 기술 및 정제장치’를 개발, 100% 외국 기술에 의존하던 의료용 O-18 농축수 정제 기술 자립에 성공했다. 한국원자력연구원은 개발한 기술을 ㈜글라피아(대표이사 마승령)에 이전하기로 하고, 정액기술료 7,000만원과 10년동안 매출액의 3%를 경상기술료로 받는 조건으로 기술 실시 계약을 체결했다.

이번에 이전한 기술은 국내 및 미국에 특허 등록된 ‘O-18 농축표적의 유기불순물 정제방법 및 장치’에 관한 기술로, 의료용 사이클로트론에 사용되는 O-18 농축수에 포함된 불순물을 정제하는 기술이다.

산소 안정 동위원소(O-18)란 일반적인 물에는 0.2% 밖에 포함되어 있지 않은 원소로, 90% 이상 농축시켜 의료용 사이클로트론(양성자 가속기)에 넣으면 양성자를 받아들이고 중성자를 방출하는 과정을 거쳐 그 일부가 불소 방사성 동위원소(F-18)로 변한다. 이렇게 만들어진 불소 방사성 동위원소는 양전자 단층촬영(PET)에 이용되는 방사성 의약품 FDG 제조에 사용된다.

※ FDG(FluoroDeoxy Glucose) : 양전자를 방출하는 방사성 의약품으로서 암 진단 검사 방법 중 하나인 PET에 사용된다. PET란 체내에 유입된 FDG가 이상 세포 부위에서 방출한 양전자를 탐지해서 암, 종양의 유무 및 크기를 진단하는 검사 방법이다.

※ 산소 안정 동위원소 : 산소 원소 중에서 방사성 붕괴를 하지 않는 안정된 원소. 자연계에 O-16(99.76%), O-17(0.04%), O-18(0.2%)로 분포돼 있다.

O-18 농축수는 사이클로트론을 이용해 F-18로 변환되는 과정에서 각종 유기 오염물질과 불순물이 섞이기 때문에 정제하지 않으면 재활용 할 수 없는데, 기존의 외국 장치는 자외선만을 이용하는 광분해 방법을 사용해서 정제 효율이 낮다는 문제가 있었다.

김재우 박사 팀은 물 속에 분자 상태로 녹아 있는 용존산소(DO; Dissolved Oxygen)량을 적정 농도로 조절한 후 정제 반응을 촉진하는 특정 파장의 자외선과 반사체를 함께 사용함으로써 광분해를 통한 정제 효율을 높였다.

이를 통해 하루에 16g 정제 가능한 수입 장치보다 정제 효율을 5배 이상 높여 하루 90g 정제가 가능하도록 했다.

양전자 단층촬영 검사 건수가 지난 10년간 4배 이상 증가하고 O-18 농축수에 대한 수요 또한 지속적으로 증가할 것으로 예상되는 가운데 이번에 개발한 기술을 통해 농축수를 정제해 재사용함으로써 약 50억원의 수입 대체가 가능할 것으로 보이며 향후 정제한 농축수의 해외 수출까지 가능할 전망이다.

우리나라에서 연간 64kg 정도 사용되는 O-18 농축수는 현재 1g 당 7만원의 고가로, 지금까지는 외국 기술에 의존해 정제해서 재사용하거나 한 번 쓰고 버릴 수 밖에 없었던 실정이었다.

김재우 한국원자력연구원 원자력재료개발부 책임연구원은 “이번 기술 개발은 외국 기술에 의존할 수밖에 없었던 의료용 O-18 농축수 정제 기술을 발전시켜 국산화한 것으로, 향후 국민 건강 증진에 중요한 역할을 할 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.