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POSTECH, “내맘대로” 열고닫는 신개념약물전달장치 개발
생명과학 POSTECH (2011-02-08)

전기 자극을 이용해 나노 기공을 마음대로 열고 닫을 수 있을 뿐 아니라, 몸 밖에서도 리모컨으로 조절이 가능한 새로운 개념의 약물전달장치가 개발돼 눈길을 모으고 있다.

 POSTECH(포항공과대학교) 화학공학과 블록공중합체 자기조립연구단 김진곤 교수(53)․박사과정 전금혜씨 연구팀은 전기 자극에 따라 나노 기공막의 구멍이 개폐되는 원리를 이용, 약물 방출을 자유롭게 조절할 수 있는 약물전달 장치를 발표했다.

 나노분야 권위지인 나노레터스(Nano Letters) 온라인판 최신호를 통해 발표된 이번 연구 성과는 특히 맥동형 약물전달이*1 주로 이용되는 불임, 성장장애, 갑상선병, 당뇨, 골다공증 등 호르몬 관련 질병은 물론, 불면증, 편두통 등에도 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

 연구팀은 전기 자극에 반응하며 모양이 변하는 ‘스마트 고분자’ 폴리피롤을 나노 기공막에 붙이고, 전기 자극에 따라 기공이 개폐되도록 했다. 그 결과 약물의 종류에 따라 원하는 시점에 원하는 시간 동안만 방출이 가능하다는 사실을 확인했다.

 이 장치는 특히 전기 자극에 반응하는 속도가 수초이내인데다 인공심장의 전압(약 3V)보다 낮은 전압인 1V 이내로 구동되기 때문에 신속하고 정밀한 양의 약물투여가 가능하고 신체 내에서 안전하게 사용할 수 있다는 점이 큰 장점으로 부각되고 있다.

 또, 이 약물전달체는 마이크로칩, 센서와도 결합할 수 있어 약물 방출 거동을 미리 프로그램하거나 약물 투여에 따른 몸의 반응을 감지할 수 있고, 체외에서 리모컨을 이용해 조절도 가능하다.  
 
 POSTECH 김진곤 교수는 “이번에 개발된 약물전달장치는 정기적으로 병원에서 주사를 맞아야 했던 환자들의 편의성을 대폭 높였다는 점에서 큰 관심을 모으고 있다”며 “이 장치는 불임, 성장장애, 당뇨 등 각종 호르몬 관련 질병, 대사 장애 치료는 물론 환자의 편의에 따라 사용할 수 있는 장점을 이용해 불면증이나 편두통, 천식 등에도 활용 가능할 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다.

 한편, 이 연구는 교육과학기술부가 지원하는 ‘창의적 연구진흥 사업’의 지원 아래 수행됐다.

설명: 전기 자극 (전압의 인가 방향에 따라) 나노 기공의 계폐를 이용한 약물 전달 장치. 음 전압에서는 기공이 닫혀 약물이 흘러나오지 않음 (좌). 그러나, 양 전압을 인가하며 나노 기공을 열어서 약물이 전달됨. (우)

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