한빛사 인터뷰
- 등록2023-12-12
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
암은 인간의 건강과 생명에 심각한 위협이 되는 질환이지만, 수술, 방사선 요법, 및 화학요법 등의 기존 암 치료법은 치료 성공률을 저해하는 여러 한계점을 가지고 있습니다. 광열 치료(photothermal therapy, PTT)는 빛을 이용하여 열을 발생시켜 암세포를 사멸시키는 치료 방법입니다. 효과적인 PTT를 위해서 조직투과율이 높은 근적외선(near-infrared, NIR)을 사용합니다. 하지만, PTT만 단독 사용하는 경우, 암세포의 사멸 효과가 미미할 수 있습니다. 화학 요법(chemotherapy)의 경우, 항암제를 이용하여 암세포를 사멸시키는 치료 방법이므로, 항암제가 정상 세포에도 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 화학 요법의 부작용을 줄이기 위하여 `암 표적지향형 약물방출‘이 가능한 다양한 접근방식이 연구되고 있습니다.
본 연구에서는 근적외선(NIR)에 반응하여 약물 방출과 광열 치료를 동시에 수행할 수 있는 다기능 나노약물 플랫폼을 개발하였습니다. 이 플랫폼은 폴리락트산(PLA)와 티타늄(Ti)로 구성된 3D 프린팅 소재를 사용하였으며, 항암제(irinotecan nanoparticles, IRT NPs)를 상변화물질(phase change materials, PCM)과 함께 총알 형태의 플랫폼 내부에 탑재하였습니다. IRT NPs는 암세포에 선택적으로 결합하여 사멸시키는 효과가 있으며 PCM matrix에 나노화약물(nanodrug)으로 고르게 분산되어 있어서 광열치료(photothermal therapy, PTT) 과정에서 발생하는 열로 약물방출조절을 할 수 있습니다.
이 플랫폼에 대해 본 연구진은 in vitro 및 in vivo 조건에서 광열 치료 및 화학 요법의 시너지 효과와 카테터를 이용한 국소 전달이 가능함을 확인하였습니다. 또한 본 플랫폼의 종양 모델에서 X-ray 영상 및 3차원 영상화를 통해 3D 모델링 및 프린팅을 적용하여 목표 부위/암종 맞춤형 외형 설계 가능성까지 검증하였습니다.
본 연구는 3D 프린팅 기술을 이용하여 병증의 시기와 상황에 맞는 복잡한 구조의 나노약물 플랫폼을 제조할 수 있음을 보여주었고, 이 새로운 플랫폼 및 접근방식은 항암치료뿐만 아니라 조직재생, 당뇨, 및 관절염 과 같은 다양한 난치성 질환 치료에 적용할 수 있을 것이라 생각합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 가톨릭대학교 바이오메디컬화학공학과 생체의료응용첨단소재연구실(ABBA Lab) 정현도 교수님께 지도받아 본 연구를 진행하였습니다. 저희 ABBA Lab은 3D 프린팅 기술을 바탕으로 함암치료, 조직재생 연구를 수행하고 있으며, 다국적의 연구기관, 병원, 기업들과 협업하여 국내외 존재하는 의료분야의 한계점들을 해결해나가고 있습니다. 무엇보다 국내 의료용 3D프린팅의 전문가이신 정현도 교수님의 진심어린 조언과 지도로 열정적으로 연구를 수행하는 실험실입니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
최근 연구 중 들려온 친척분의 암 발견 소식에 약물을 사용한 항암치료에 있어서 어려움을 겪는 환자 고통을 누구보다 잘 통감하고 있었습니다. 생체재료를 공부하며 연구의 하나의 방법으로 사용하던 3D 프린팅을 환자맞춤형 항암치료에 적용함으로써 환자들의 어려움을 조금이나마 덜 수 있는 연구를 마무리하여 보람이 큽니다. 항암치료 분야의 획기적인 발전이 지속되었으면 좋겠습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저는 "공학을 시작했으면 박사까지 해야지!" 라는 마음으로 호기롭게 대학원 생활을 시작했었습니다. 석사, 박사과정 연구를 진행하면서 많은 우여곡절도 겪었고, 이 길이 맞나 하는 생각도 많이 들었습니다. 하지만 그런 의문이 들 때, 내가 즐거워하는 것은 무엇일까, 잘하는 것은 무엇일까 하나하나를 돌아보며 마음을 다잡았고 지금까지 올 수 있었습니다. 저는 항상 후배분들께 다양한 것들을 경험하고, 내가 진정 즐거운 일이 무엇인지를 찾고 그 길로 나아가기 위해 노력하라고 조언합니다. 직업을 위한, 돈을 위한, 이득을 위한 진로가 아닌 내 행복을 위한, 꿈을 위한 진로를 선택하시는 것을 추천드립니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 박사과정 졸업까지 생체재료에 대한 연구를 지속하여 3D프린팅을 활용한 다양한 솔루션을 개발하고 싶습니다. 졸업 후에는 현재 병행하고 있는 친환경 소재 스타트업에 집중하여 제가 공부한 소재공학적 지식을 사회에 환원하는 활동을 하고 싶습니다. 생명공학을 연구하며 인간의 보건, 의료에 관심이 많았고 그 연장선에 인간이 살아가는 환경의 보존이 무엇보다 중요하다 생각하여 비슷하지만 조금은 다른 방향으로 천천히 나아가고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
박사과정을 시작하며 부족한 부분이 많은 저를 진심어린 지도로 이렇게 좋은 성과를 만들 수 있게 도와주신 가톨릭대학교 정현도 교수님과 성균관대학교 박우람 교수님께 감사의 인사드립니다. 그리고 지금까지 연구를 시작할 수 있도록 도와주신 차의과학대학교 한동근 교수님께 감사드립니다.
또한 멀리떨어져 있어도 항상 힘이 되어주는 우리 가족들, 누구보다도 곁에서 많은 도움주는 지영이, 항상 부족하지만 잘 믿고 따라와주는 우리 오아페 팀원들 모두 항상 고맙습니다.
언제나 여러분께 자랑스럽고 멋진 모습 보여드릴 수 있도록 앞으로 나아가겠습니다. 감사합니다 :)
#Nanodrug-eluting bullets
#3D printing
#Combination cancer therapy
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