초음파 암 치료: 음파가 종양과 싸우다

수년 동안, 의료용 초음파 시술을 수행한 의사와 기술자들은 거품을 조심스럽게 우려했습니다. 압력 변화로 인해 작은 기포가 형성되고 붕괴되는 캐비테이션 현상은 바람직하지 않으며 대부분 통제할 수 없는 부작용으로 간주되었습니다. 그러나 2001년 미시간 대학의 연구자들은 암성 종양 및 기타 문제가 있는 조직을 파괴하기 위해 이 현상을 활용하는 방법을 모색하기 시작했습니다.

문제는 캐비테이션을 생성하고 제어하면 열이 발생하여 목표 영역을 넘어 건강한 조직에 해를 끼친다는 것입니다. 박사 과정에 있던 Zhen Xu. 당시 생의학 공학을 전공한 그녀는 물탱크에 있는 돼지 심장 조직에 초음파를 쏘고 있던 중 획기적인 발전을 이루었습니다.

핵심은 매우 강력한 초음파를 사용하여 20메가파스칼 이상의 음압을 생성하는 것이었습니다. 이 음압은 마이크로초 단위의 짧은 순간에 전달되지만 밀리초에서 1초 사이의 비교적 긴 간격으로 구분됩니다. 이러한 매개변수는 빠르게 형성되고 붕괴되는 기포를 생성하여 열 축적을 방지하면서 근처 세포를 찢고 조직을 일종의 슬러리로 전환시킵니다. 그 결과는 메스, 방사선, 열을 사용하지 않고 종양을 제거하는 방법인 절개 없는 수술의 한 형태였습니다.

현재 미시간 대학의 교수인 Xu는 “실험은 효과가 있었습니다. 그러나 당시 사용 가능한 가장 강력한 초음파 장비도 파괴했습니다”라고 말합니다. 2009년에 그녀는 더 강력한 초음파 기계를 상용화하고, 다양한 질병에 대한 치료를 테스트하며, 조직 절단술이라는 시술을 널리 보급하기 위해 HistoSonics라는 회사를 공동 설립했습니다.

지금까지 킬러 앱은 암과 싸우고 있습니다. 2023년에 HistoSonics의 Edison 시스템은 간 종양 치료에 대해 FDA 승인을 받았습니다. 2026년에 임상의들은 중추적인 신장암 연구를 마무리하고 규제 승인을 신청할 것입니다. 그들은 또한 5년 생존율이 13%에 불과한 가장 치명적인 질병 중 하나로 간주되는 췌장암에 대한 대규모 중추적 시험을 시작할 예정입니다. 췌장암에 대한 효과적인 치료법은 가장 치명적인 악성 종양 중 하나에 대한 큰 진전을 의미합니다.

암 치료에 대한 조직검사의 이점

HistoSonics는 조직검사 장치 또는 기술의 유일한 개발자는 아니지만 특수 목적 장치를 최초로 시장에 출시했습니다. “HistoSonics가 개발한 것은 물리학, 생물학, 생체의학 공학을 결합한 기술의 교향곡입니다.”라고 회사와 제휴하지 않은 국립 보건원(National Institutes of Health)의 중재방사선 전문의인 Bradford Wood는 말합니다. 물리적 힘을 치료 효과로 바꾸는 로봇, 컴퓨터 유도 시스템을 생산하기 위해 여러 분야에 걸친 엔지니어링 노력이 이루어졌습니다.

지난 10년 동안 연구를 통해 조직 절단술의 다른 이점이 확인되거나 발견되었습니다. 정밀한 보정을 통해 혈관과 같은 섬유 조직이 대상 영역에서도 손상을 피할 수 있습니다. 다른 비침습적 기술은 흉터 조직을 남길 수 있지만, 조직 절단술로 생성된 액화된 잔해는 신체의 자연적인 과정에 의해 제거됩니다.

췌장암에 대한 HistoSonics의 초기 실험에서 의사들은 집중 초음파 펄스를 사용하여 췌장 깊은 곳에 있는 종양을 제거하거나 파괴했습니다. “췌장 종양을 제거하는 것이 가능하고 내약성이 좋다는 것을 보여주는 것은 전체 분야에서 큰 성과입니다.”라고 워싱턴 대학교(워싱턴 대학)의 의료 초음파 연구자이자 대체 조직 절단 기술을 연구하고 있는 Tatiana Khokhlova는 말합니다.

Khokhlova는 조직검사의 이점을 활용하는 열쇠는 “췌장의 원발 종양 절제와 다른 치료법을 결합하는 것”이라고 말합니다. 병용 치료는 재발성 암과 초음파가 놓칠 수 있는 작은 종양을 퇴치하는 동시에 놀라운 이점을 누릴 수 있습니다.

조직검사는 일반적으로 면역 반응을 자극하여 신체가 초음파로 직접 표적화하지 않은 암세포를 공격하도록 돕는 것으로 보입니다. 종양의 기계적 파괴는 면역 체계가 신체의 다른 곳에서 유사한 세포를 식별하고 파괴하는 방법을 배우는 데 도움이 되는 인식 가능한 암 단백질의 흔적을 남길 가능성이 있다고 Wood는 설명합니다. 연구자들은 이제 그 효과를 증폭시키기 위해 조직검사와 면역요법을 결합하는 방법을 모색하고 있습니다.

HistoSonics CEO Mike Blue는 다양한 질환에 대한 치료법의 잠재력을 탐구하는 회사의 역량은 시간이 지날수록 향상될 것이라고 말했습니다. 회사는 R&D를 가속화할 수 있는 새로운 자원을 보유하고 있습니다. 억만장자 Jeff Bezos가 포함된 새로운 소유 그룹이 2025년 8월에 HistoSonics를 미화 22억 5천만 달러의 가치로 인수했습니다.

엔지니어들은 이미 초음파 영상이 아닌 X선 형태를 사용하는 새로운 유도 시스템을 테스트하고 있으며, 이는 사용 사례를 확장해야 합니다. R&D 팀은 또한 치료용 초음파의 에코를 분석하여 조직 파괴를 감지하고 해당 정보를 실시간 디스플레이에 통합하는 피드백 시스템을 개발하고 있다고 Blue는 말합니다.

이러한 발전이 이루어지면 조직 절단술은 암과의 싸움에서 간, 신장, 췌장을 훨씬 뛰어넘을 수 있습니다. 거품에 대한 호기심으로 시작된 것이 곧 비침습적 의학의 새로운 기둥이 될 수도 있습니다. 미래에는 외과의사가 메스가 아닌 음파를 휘두르게 됩니다.

이 기사는 2026년 1월 인쇄본에 게재되었습니다.