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생활 속 나노 기술의 유해성 논란
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  • 승인 2018.03.19 10:46
  • 호수 362

머리카락 굵기의 10만분의 1에 불과한 나노 입자가 세상을 바꾸고 있다. 작아질수록 표면적이 더 늘어나 화학반응력이 강해져서 다양한 분야에서 연구되고 활용되는 나노는 자연계에 존재하지 않던 아주 작은 입자 크기로 인해 인체의 보호막마저 쉽게 통과해 예상치 못한 문제를 일으키고 있다.

나노 입자가 인체에 유해하다? 그렇다!
은나노 세탁기의 유해성으로 인해 유럽에 수출된 삼성 은나노세탁기는 시장에서 퇴출되었다. 또한 은용액을 건강을 위해 희석해 마시면서 부작용이 속출하고 있다. 다양한 나노를 활용한 기술들이 과학의 발달과 더불어 의학과 다양한 분야에서 활용되고 있다. 하지만 나노 입자는 아무리 작다 해도 자연에 존재하지않는 인위적으로 인간이 작게 자른 입자로 인체에 유해하다는 연구가 계속 나오고 있는데 유해한 이유는 다름아닌 나노 입자의 크기 때문이다.
영국 브리스톨대 게브딥 바브라 박사팀은 세포 실험을 통해 나노 입자가 세포에 직접 닿지 않더라도 세포의 DNA를 손상시킬 수 있다는 연구결과를 과학잡지 네이처의 자매지인 ‘네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)’ 온라인 판에 최근 발표했다.
나노 기술은 이미 화장품, 자외선 차단용품, 환경보호, 의학 등 다방면에 이용되며, 최근 암 표적 치료제 연구도 활발히 진행 중이다. 입자를 잘게 쪼개기 때문에 원래 물질에서 나타나지 않는 특징이 나노 입자에서는 나타날 수 있어서 안전성 문제가 끊임없이 거론되어왔다.

은 나노의 유해성
교육과학기술부와 한국연구재단의 연구를 통해 서울대 정진호 교수는 시험관과 동물실험을 통해 은(銀) 자체가 아닌 입자의 크기가 독성을 유발할 수 있고, 궁극적으로 심혈관 질환을 일으킬 수 있다는 사실을 규명했다. 50~100nm인 나노의 입자크기가 혈소판 세포 내에 칼슘을 증가시키고 혈소판 세포막의 특이 인지질(PS)을 노출시킴으로써, 인체에서 분리된 혈소판의 응집을 촉진하고 혈전 생성을 증가시켜 궁극적으로 심혈관질환을 일으킬 수 있다는 메커니즘을 밝혀낸 것이다.
이런 나노 물질의 안전성 연구는 쏟아져 나오는 나노기술 개발과 함께 해결해야 할 중요한 문제로 인체에 무해하고 안전한 나노 물질 개발이 요구된다고 하겠다.

생활 속 나노 기술 ‘테프론 코팅제’의 독성
‘테프론’이라는 상품명으로 프라이팬의 코팅제, 우주복, 인공심장판막 등에 사용되고 있는데, 원래의 물질로 존재할 때는 해가 없지만 나노 입자로 존재하게 되면 독성이 생기게 된다. 인간뿐 아니라 식물도 예외는 아니어서 산화알루미늄 나노 입자가 식물의 성장을 저해한다는 연구 결과도 나왔다.

자연계에 존재하는 입자는 절대 뇌로 들어가지 못하지만, 크기가 워낙 작은 나노 입자는 막힘이 없이 기도를 통해 폐 세포와 뇌세포로 들어가 문제를 일으킨다. 크기가 작아질수록 화학반응을 하는 표면적이 넓어져 원래 없던 독성이 나타날 수도 있는 것이다.

나노 활용한 기능성 화장품이 면역세포를 죽인다
나노기술은 물질을 원래보다 수억 수십억 분의 1m로 잘게 쪼개서 세포에 더 쉽게 전달시키는 기술이다. 이 기술을 적용한 초미립자 제품이 속속 시장에 등장하면서 나노 입자에 대한 안전성 문제가 계속 제기되어 왔다. 퍼스널케어 제품과 기능성 화장품 속 나노 입자가 체내 면역세포를 죽인다는 연구결과가 나와 충격을 주고 있다.
미국 퍼시픽 노스웨스트 국립 연구소 연구팀은 나노 입자가 대식 세포의 면역 체계를 약화시키고 세포의 사망을 초래한다고 발표했다. 나노 입자에 노출된 쥐의 대식 세포는 단백질의 산화적 손상을 보였고 외부로부터 침입한 이물질을 인식, 제압하는 활동이 현저히 떨어지거나 세포가 사멸되는 모습이 관찰됐다.
유럽 소비자제품과학위원회는 2007년 12월 ‘화장품용 나노 재료의 안전성 평가 보고서'에서 나노 입자들이 피부 또는 호흡기를 통해 인체에 흡수되면 혈액 순환을 따라 몸 속에 잔존하기 때문에 반복 사용하면 인체에 부정적인 영향을 미칠 수 있다고 경고한 바 있다.

자외선 차단제 ‘산화티타늄’ 나노 입자 뇌신경 손상 가능
미 연방정부 환경보호국(EPA)의 벨리나 베로네시 박사는 최근 환경과학기술지에 자외선 차단용 선크림에 들어가는 산화티타늄 나노 입자가 뇌신경을 손상시킬 가능성이 있다고 발표했다. 산화티타늄은 선크림 외에 치약이나 페인트에도 사용된다. 나노 입자로 만들면 투명해지기 때문에 나노 입자를 이용한 선크림은 인기를 끌고 있다.
1시간 이상 티타늄산화물에 노출될 경우 활성산소가 지나치게 분비돼 주변의 뇌신경 세포마저 손상시켜, 파킨슨병이나 알츠하이머 같은 뇌 질환에 쉽게 노출된다.
나노 물질을 다루는 근로자와 연구자들은 나노 입자를 흡입할 가능성이 높아 가장 위험하다. 물질을 나노로 쪼개어 생산하기 시작한 반도체 공장에서 백혈병이 발병하는 바는 우리에게 시사하는 바가 크다.

나노를 활용한 다양한 기술에 따른 부작용은?
산화철 나노 입자로 MRI 조영제 ; 이미 살펴본 바와 같이 차세대 산화철 나노 입자로 MRI 조영제를 활용하려고 하는데, 이에 대한 장기적 부작용에 대한 연구가 신속히 이뤄져야 한다. 특히 신장기능이 약한 환자의 경우 전신성 섬유증을 유발할 가능성이 대두되고 있고, 뇌 내 침착이 대두되어 인체 신경계에 대한 부작용문제가 우려되는 상황이다.

나노 입자를 활용한 온열 암치료 ;  온열 암 치료의 경우 암세포에 자성을 띄는 나노 입자를 체내에 넣고 자기장을 걸어 열을 발생시켜 암세포를 파괴하는 데, 이 경우 체재 DNA변형을 초래할 가능성이 대두된 만큼 신중하여야 할 것이다.

나노 계면활성제 ; 만드는데 한국 기초과학연구원에서 나노 입자를 활용한 액체방울로 계면활성제를 만드는데 성공했다고 한다. 계면활성제는 비누와 세제, 샴푸 등 우리주변에서 널리 사용되는 화학물질로 차세대 의학재료로 주목받고 있다. 이 기술은 질병진단이나 신약개발 등 다양하게 활용할 수 있다. 자기장과 전기장과 빛에 모두 반응하는 첨단 계면활성제이지만 널리 사용이 가능한 만큼 위해성에 대한 검증 또한 완벽하게 되어야 할 것이다.

나노 입자의 안전성에 대한 연구의 필요성
나노 입자의 안전성은 나노 입자를 적용한 제품을 직접 사용하는 소비자뿐만 아니라 일반 대중들에게도 직접적인 문제로 부각되고 있다. 나노 제품을 구입하지 않은 경우에도 광범위한 제품에서 나노 입자가 확인되고 있기 때문이다. 나노 입자가 음식물에도 들어있어 경각심을 갖게 하는데, 던킨 도너츠의 가루설탕 안에 티타늄 디옥사이드 나노 입자가 들어있음이 밝혀졌다. 나노 입자는 발암물질로 기업들이 나노 입자를 사용한다는 의식이 없이도 자신들의 제품 속에 나노 입자가 함유되어 있다는 충격적인 조사결과가 있었다. 또한 조사대상 200개 기업 중 69개 기업이 나노기술에 관심을 보이고 있기에 앞으로 나노 기술에 대한 안전성에 대한 조사가 더 깊게 이뤄져야 할 것이다.
현재 나노기술에 대한 위험성에 대한 연구에 미국은 나노 분야 예산 중 3.7%인 3850만 달러, 일본은 나노기술 투자액 20억5천만 달러 중 안전성 연구에 1억2천만 달러, 유럽연합은 나노기술 예산 중 5%를, 영국은 870만 달러를 투자할 계획인데 반해, 국내 대응은 너무도 미흡한 실정이다. 삼성과 sk를 포함하여 가장 위험성이 큰 분야인 나노 소재의 경우에도 별도의 위험성 연구가 포함되지 않았다. 단지 원천기술 확보에만 혈안이 되어 있어 국민안전에 무방비 상태이다.

겨우 식약처에 의료용 나노 기술에 대한 위험 평가연구에 10억정도가 예정되어 있는 정도이다. 식약처보다 더 발 빠르게 움직여야 할 곳이 바로 과학기술부와 노동부로 나노 물질을 현장에서 다루는 연구자들과 근로자들의 안전이 제일 먼저 고려되어 연구가 이뤄져야 할 것이기 때문이다.

생태계와 모든 생명체의 심각한 위험이 될 수도 있는 나노기술
대기오염 물질 속에 함유된 산화철 나노 입자가 뇌에서 발견되었다는 충격적인 연구결과가 발표되었었다. 인간의 뇌는 유해물질로부터 스스로를 보호하기 위해 여러 방어막의 단계로 차단하고 있지만 공기 중 나노 입자가 코를 통해 뇌로 들어간다고 한다.  

최근에 늘어나고 있는 치매의 경우 나노 입자로 인한 피해가 상당부분 관련이 있다고 볼 수 있는 것이다. 이런 마당에 인위적으로 나노 물질을 다퉈서 개발하여 무분별하게 사용한다면 엄청나고 광범위한 해악을 불러올 것이 뻔하다. 단지 인간뿐 아니라 지구 생태계와 모든 생명체에게 인간이 살포하는 가장 큰 재앙이 될 가능성이 상당히 크다는 생각은 나 뿐만의 것일까?

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