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나노입자의 독성과 유해성을 둘러싼 논란 재점화
2018-04-11 16:05:01
이찬건
▲나노입자(출처=셔터스톡)

그래핀을 활용한 염색약의 개발로 나노입자의 독성 문제가 다시 논의되고 있다. 그러는 가운데 최근 연구에서 그래핀 나노입자나 산업 분야에서 사용되는 나노입자로 인해 발생하는 건강 문제가 실제로 사람들이 인식하는 것보다 희박하다는 주장이 제기됐다.

▲나노입자는 각종 첨단기술은 물론 염색약 개발에도 사용된다

 

그래핀 염색약

그래핀은 일반인들도 이미 많이 들어봤을 나노물질로 미용, 엔지니어링 등에 사용된다. 또 고효율 난방 시스템, 환기, 공기조절장치, 기타 전자장치에 사용되는 탄소 원자의 얇은 타일, 심지어는 골프공까지 다양한 장치에도 사용된다. 

최근에는 그래핀 나노입자를 사용하는 염색약도 개발됐다. 그래핀 염색약이 발표된 후 그래핀이 궁극적인 모발 염색제를 만드는 데 사용된 기적의 소재라는 제목의 뉴스 기사가 공개됐다. 즉, 그래핀이 다른 독성 염색약을 대체하는 해결책이 될 것이라는 내용이다.

하지만 미국 노스웨스턴대학 연구진이 발표한 보도 자료에 따르면 안심하기는 아직 이르다. 물론 초기 연구 결과 그래핀은 환경 문제를 해결할 대안이 될 수 있었다. 그러나 노스웨스턴대학 연구진은 "나노물질의 영향이 명백하게 밝혀지지 않았으며 현재의 결과는 지나치게 낙관적인 경향이 있다"고 전했다.

그래핀과 산화그래핀, 그리고 다른 조작된 나노물질은 본질적으로 나쁘지 않다. 그런데 입자의 모양, 크기 및 화학적 특성에 따라 반응을 예측할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 몇몇 전문가들은 이런 모든 조건을 증명하기 위한 광범위한 테스트를 거치지 않고 단순히 이런 물질이 무해하다고 밝힌 것이다. 말하자면 나노물질이 모두에게 유해하다는 확실한 증거가 없지만, 그렇다고 나노물질이 전부 안전하다는 확실한 증거도 없는 셈이다.

▲머리카락 염색에 사용된 염료(출처=셔터스톡)

 

나노입자의 독성 연구

이것을 염두에 둔 새로운 모발 염료가 개발 중이다. 이 염료에는 나노입자가 들어간다. 개발자들의 관심사는 해당 나노입자의 독성이다. 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology) 저널에 발표된 최근 연구에 따르면 과학자들은 금속 나노입자에 노출된 세포 장벽이 다른 뇌세포의 DNA에 손상을 줄 수 있는 메신저를 배치한다는 것을 증명했다. 이번 연구 결과는 알츠하이머병이나 파킨슨병과 같은 신경 퇴행성 질환을 치료할 때 약물 표적 개발에 매우 중요하다. 나노입자를 약물전달용 운송수단으로 사용할 수 있기 때문이다.

이 연구는 영국 브리스톨대학과 아일랜드 트리니티대학이 공동으로 진행했다. 연구의 제목은 '태반 장벽을 가로지르는 나노입자에 의한 신경독성은 자가소화작용을 중재하며 성상교세포에 의존한다'이다. 나노입자의 역할이 화학 요법, 약물 전달, 진단, 영상화 등과 관련해 크게 확대됐다. 또 나노입자는 세포막과 결합해 중요한 신호 결로 및 과정을 수정할 수 있다. 직접 노출된 세포에는 악영향을 미치며, 마치 방사선과 비슷하게 인접한 세포의 건강에도 영향을 미친다.

연구진은 태반 장벽 모델링에 자주 사용되는 BeWo 세포로 체외의 다공성 멤브레인에 BeWo 세포층을 배양했다. 그리고 이것을 그래핀이 아니라 크롬 나노입자에 노출했다. 그런 다음 연구진은 장벽 아래에 있는 미디어를 가져와 인간의 뇌세포 배양물 위로 옮겼다. 결과적으로 뇌세포 배양물의 DNA가 손상됐다. 즉, 그래핀 나노입자를 사용한 염색약이 두피에 닿았을 때, 그 나노입자가 뇌세포까지 침투해 DNA에 손상을 미칠 수 있다는 가능성을 염두에 둬야 한다.  

[researchpaper 리서치페이퍼=이찬건 기자]


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