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연구성과 이미지 [한국연구재단 제공. 재판매 및 DB 금지]

국내 연구진이 암 조직을 타깃으로 항암 약물을 방출해 치료하는 암 표적 총알을 개발했다.

한국연구재단은 가톨릭대 정현도 교수, 성균관대 박우람 교수 공동연구팀이 X-선 영상으로 암의 위치를 확인하면서, 근적외선을 통해 항암제 제어방출 및 광열 치료(photothermal therapy)를 동시에 할 수 있는 신개념 항암치료용 임플란트인 약물방출 총알을 개발했다고 30일 밝혔다.

광열 치료는 정상세포보다 열에 약한 암세포의 약점을 이용해 체외에서 근적외선 레이저를 쪼여 암세포를 태우는 치료법이다. 정상조직의 손상 없이 암세포만 선택적으로 없앨 수 있다.

암 치료를 위해서는 외과적 수술 외에 항암제, 방사선 치료 등을 하지만 치료법마다 부작용과 한계가 따른다.

항암제를 이용한 화학 요법은 항암제가 정상 세포에도 영향을 미칠 수 있다. 이런 부작용을 줄이기 위해 표적 지향형 약물방출이 가능한 다양한 방식이 연구되고 있다.

차세대 암 치료 기술로 주목받고 있는 광열 치료는 화학 요법, 방사선 치료와 달리 암 조직만 선택적으로 사멸할 수 있어 연구가 활발히 진행 중이다.

하지만 다른 치료 방법과 병행했을 때 더 효과를 발휘할 수 있어 각 치료법의 장점을 결합한 치료법 개발이 필요하다.

공동연구팀은 근적외선에 반응해 약물방출과 광열 치료를 동시에 수행할 수 있는 다기능 나노 약물 플랫폼을 개발했다. 플랫폼의 핵심인 총알 형태의 임플란트를 암 조직에 침투시켜 근적외선을 쬐면 나노 약물을 방출하는 방식으로 설계했다.

폴리락트산과 티타늄으로 구성된 생분해 소재를 총알 소재로 활용해 3D 프린팅으로 제조했고, 항암제를 상변화물질(물질의 상태가 변하면서 많은 열을 흡수 또는 방출할 수 있는 물질)과 함께 총알 형태의 임플란트 내부에 탑재했다.

사용된 3D 프린팅 소재는 근적외선을 적용하면 발열하는 특성이 있으며, X-선 불투과성이 있어 X-선 촬영을 통한 영상 유도 광열 치료가 가능하다.

또 상변화물질과 함께 탑재된 약물은 광열 치료 때 발생하는 열로 약물 방출을 조절할 수 있다.

이렇게 개발한 나노 약물 방출 총알은 전임상실험을 통해 암 크기 감소 효과가 확인됐고, 카테터를 이용한 국소 전달 기능도 검증됐다.

논문 공동 교신저자인 정현도·박우람 교수는 "항암치료뿐 아니라 조직 재생, 당뇨, 관절염 등 다양한 질병에 적용해 혁신적인 난치성 질환 치료제를 개발할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널'에 지난 3일 온라인 게재됐다.

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