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2018. 08
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조직 과증식 억제를 위한 나노 기능성 스텐트 기술 개발
Nano Functionalized Stent Mediated Local Heat Treatment for the Suppression of Stent Induced Tissue Hyperplasia
7. Aug. 2018. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.8b09819
의공학연구소 중재의학연구개발센터 영상의학과 송호영 교수팀은 최근 박정훈 박사후 연구원과 미국 노스웨스턴 대학 (Northwestern University, Chicago) 영상의학과 김동현 교수, 차의과학대학 박우람 교수 등으로 이루어진 국내외 연구팀과의 공동연구를 통해 금 나노입자를 코팅한 소화기 스텐트 개발에 성공하였으며, 나노입자 기반 광열치료를 이용하여 스텐트 삽입 후 발생되는 조직 과증식 억제를 위한 새로운 치료기법을 제시하였다.
광열 치료(Photothermal Therapy, PTT)는 특정 파장대 영역의 빛 에너지를 열 에너지로 변환하는 광열 특성을 가진 물질을 통해 세포의 병변, 특히 암세포를 선택적으로 사멸시키는 치료법이다. 광열 특성을 가지는 탄소 나노입자와 같은 다양한 물질들이 광열 치료에 적용되어왔지만, 그 중에서도 금 나노입자는 생체적합성과 광열 특성이 우수하여 의공학 분야에서 큰 관심을 받아왔다.
최근 나노기술의 발전으로 인해 금 나노입자를 다양한 형태 및 크기로 합성할 수 있게 되면서, 바이오분야에서 금 나노입자의 활용범위는 늘어나고 있는 실정이다. 본 연구에서는 근적외선 파장대의 빛을 흡수하여 열을 발생시킬 수 있는 가지형태(branched shaped)의 금 나노입자를 소화기계 스텐트 표면에 고르게 코팅하여 국소적인 광열치료가 가능한 고기능성 스텐트를 개발하였다. 금 나노입자가 코팅된 스텐트는 협착 부위를 개통성을 확보해 주는 동시에 광열효과를 통해 이식 부위에서 육아조직 및 암 조직의 증식으로 인한 재협착을 크게 억제하였다. 본 연구는 나노기술과 의공학기술을 융합하여 소화기계 스텐트 이식 시 가장 큰 임상적 문제인 재협착을 극복하였다는 데 큰 의의가 있다.
본 연구는 과학기술정보통신부∙한국연구재단 이공학개인기초연구지원사업의 지원으로 수행되었다. 본 연구결과는 나노과학, 재료과학, 의공학 분야의 국제 학술지 ACS Applied Materials & Interfaces 온라인 판에 8월 7일 자에 게재되었으며, 학술지 표지 후보군에 올라 심사 중에 있다.
영상의학과 송호영 교수
의공학 연구소 박정훈 박사
세계 최초 주사대신 피부에 붙이는 '니들 패치' 상용화
한국기계硏 ‘DNA 니들패치’ 개발, 피부에 부착 10분 이내 피부 속으로 흡수, 기존 주사 보다 통증 없으면서 안전
앞으로는 손바닥 크기의 작은 패치를 피부에 붙이기만 하면 주삿바늘 없이도 체내에 약물을 투여할 수 있게 된다. 영유아는 물론이고 주기적으로 주사를 맞아야 하는 환자들의 고통을 크게 덜 수 있을 것으로 기대된다.
31일 정준호 한국기계연구원 나노융합기계연구본부장(책임연구원) 연구팀은 세계 최초로 인체에 무해한 DNA 단백질을 소재로 개발한 ‘나노·마이크로 DNA 니들패치’를 상용화한다고 밝혔다. 이를 위해 기계연은 지난달 17일 연구소기업 에이디엠바이오사이언스를 설립하고 대전 기계연 본원 내 나노융합산업진흥센터에 연간 240만 개를 생산할 수 있는 설비시설을 구축했다.
31일 정준호 한국기계연구원 나노융합기계연구본부장(책임연구원) 연구팀은 세계 최초로 인체에 무해한 DNA 단백질을 소재로 개발한 ‘나노·마이크로 DNA 니들패치’를 상용화한다고 밝혔다. 이를 위해 기계연은 지난달 17일 연구소기업 에이디엠바이오사이언스를 설립하고 대전 기계연 본원 내 나노융합산업진흥센터에 연간 240만 개를 생산할 수 있는 설비시설을 구축했다.
연구진이 개발한 DNA 니들패치는 연어 정자의 DNA에서 추출, 정제한 단백질로 이뤄졌다. 바늘 모양의 미세 돌기가 있긴 하지만 주삿바늘처럼 딱딱하지 않고 길이가 수백 μm (마이크로미터·1μm는 100만분의 1m) 이하여서 통증이 없다. 피부에 부착하면 미세 돌기들이 피부 안쪽에서 융해되면서 약물이 체내로 전달된다.
정 연구원은 “연어 DNA 단백질은 세포 재생 효과가 있어 이미 기능성 화장품, 의약품 등으로 판매되고 있는 무해한 성분이다. 패치 자체의 안전성은 이미 입증된 셈”이라며 “참여 제약사만 있으면 약물별로 패치의 효능을 테스트하는 임상시험을 거쳐 5년 내 판매할 수 있을 것”이라고 기대했다.
(송경은 동아사이언스 기자 kyungeun@donga.com)