우리 학과 김현철 교수와 바이오융합/SIAT 장진호 교수의 공동 연구팀은 고려대학교-한국과학기술연구원 연계 대학원 소속 임동권 교수와 공동으로 최근 광음향 영상의 해상도를 비약적으로 증가시켜 진단의 민감성을 향상시키고 광열효과에 대해서 뛰어난 안정성으로 장시간의 영상이 가능한 광음향 조영제를 개발하였다. 본 조영제는 플라즈모닉 효과가 뛰어난 금나노 막대에 열전달 효율을 비약적으로 증폭시켜 줄 수 있는 그래핀을 코팅함으로써 체내 깊숙한 장기까지 투과가 가능한 근적외선 파장의 빛을 이용하여 효과적으로 영상이 가능한 조영제이다. 

 광음향 영상은 분자영상으로 조사된 빛을 흡수한 특정 분자의 내부 온도가 급속하게 상승하면서 초음파 신호가 발생되는 현상을 이용한 실시간 융합분자영상 기술이다. 광음향 영상기술은 인체에 무해하고 체내 깊숙한 장기까지 높은 해상도를 갖는 영상을 제공할 수 있어 최근 전세계적으로 각광을 받고 있다. 특히 병변 진단의 정밀성 향상을 위해 광음향 조영제를 인체에 주입하여 사용할 수 있으며, 이를 통해 광음향 영상의 대조도 향상과 함께 암 같은 질병의 조기 진단이 가능하여 최근 다양한 광음향 조영제에 대한 연구 및 개발이 세계적으로 활발하게 이루어지고 있다. 

 이번에 개발된 기술은 기존에 연구된 탄소나노막대와 비교하여 약 20배 향상된 광음향 신호를 발생시키며, 현재 가장 뛰어난 영상효과를 입증한 연구 중 하나로 University of Texas at Austin의 S. Emelianov 교수진에서 개발된 silica가 코팅된 금나노막대와 영상효과를 비교 한 결과 약 1.5배 강한 광음향 신호를 발생시켜 세계 수준의 광음향 조영제로 인정받아 병변조직을 진단함에 있어 무한한 가능성을 지니고 있다. 

 개발한 광음향 조영제는 약 45nm의 크기를 갖기 때문에 체내에서 원활한 순환이 가능하며 표면개질에 따라 다양한 장기에 축적이 될 수 있어 적용이 매우 광범위하며, 특히 암과 같은 질병을 치료함에 있어 문제가 될 수 있는 정상조직과 병변조직의 명확한 구분이 가능하여 치료의 효과 및 경과를 관찰함에 있어 매우 유용하다. 또한, 미세 수준의 민감한 진단이 가능함에 따라 세포수준의 검출이 가능하여 전이암세포와 같은 미지의 연구분야에 적용이 가능하다

현재 위 연구진은 개발된 광음향 조영제의 뛰어난 성능을 임상에 적용하기 위한 후속연구를 진행하고 있으며 관련 기술에 대한 특허 출원을 진행하고 있다.  

 위의 연구결과는 나노/바이오 기술에 대한 우수성을 인정받아 국제 저명 학술지인 ACS Nano (Impact Factor; 12.03) 에 최근 출판되었다.