新개념 진단·치료 가능한 ‘야누스 나노입자’ 개발

차세대 나노크기 복합소재‘야누스 나노입자’개발

-앙게반테 케미 발표, “차세대 진단과 치료 및 기능성 화장품 소재 등 다각적 활용”-

나노입자의 단점을 극복하고 자유롭게 제어할 수 있는 차세대 나노입자 제조기술이 국내 연구진에 의해 개발되어 차세대 진단 및 치료 기반, 생체조직공학 및 기능성 화장품 소재 개발에 새로운 가능성을 열게 되었습니다. 

나노(Nano)입자 : 10억분의 1미터 크기의 입자로, 산화철 나노입자는 MRI 영상조영제로, 산화아연 나노입자는 자외선차단제인 선블록 크림으로 상용 중임

가톨릭대 이은성 교수가 주도하고, 이웅렬 석사과정생 등이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 일반연구자지원사업(기본연구) 등의 지원으로 수행되었고, 화학분야의 권위 있는 학술지인  ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie)’ 최신호(6월 18일자, 온라인)에 게재되었습니다.

약물 전달과 치료의 효과를 향상시키기 위해, 전 세계 과학자들은 크기가 작으면서도 효과가 뛰어난 나노입자 개발에 힘을 쏟고 있습니다. 

현재 약물은 구강복용, 정맥주사, 피부를 통한 가시적 전달경로로 투약되는데, 만일 나노입자를 이용하면 필요한 약물을 정확한 지점으로 전달할 수 있어 약물의 효과를 극대화할 수 있게 됩니다. 

그러나 기존의 나노입자는 약물이나 생리활성물질을 넣을 수 있는 공간이 내부 중심 한 곳밖에 없어 성능과 기능에 한계가 있었습니다. 예를 들면 2가지 이상의 약물을 나노입자에 넣고 싶지만, 약효를 나타내기 전에 서로 반응하는 등 제어하기 어려운 문제점이 있었습니다.

이은성 교수 연구팀은 로마신화에 나오는 야누스의 두 얼굴에서 착안하여 2개의 서로 다른 나노입자를 정확히 1:1로 결합시킨 새로운 형태의 나노입자를 개발하고 ‘야누스 나노입자’로 이름 붙였습니다. 

최근 국내 제약산업에서는 개발기간도 짧고 2가지 이상의 효과를 거둘 수 있다는 장점 때문에, 개량신약의 일종인 기능성 약물 복합제제에 대한 관심이 크게 증가되고 있습니다. 특히 대내‧외적인 위기를 극복하고 국내 제약산업의 글로벌화 및 성장을 위해, 이 교수팀이 개발한 야누스 나노입자는 2개의 약물 저장 공간을 갖는다는 점에서 차세대 약물 복합제제로 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.

기능성 복합제제 : 고지혈증+고혈압약, 당뇨+고혈압약 등 2가지 이상의 약물들을 결합한 것

예를 들면 약물에 내성이 강한 암세포를 치료할 때, 연구팀이 개발한 야누스 나노입자의 한 면에는 내성을 억제하는 약물을, 다른 한 면에는 치료 약물을 시차를 두고 방출하면, 해당 암세포를 효과적으로 제거할 수 있게 됩니다. 이밖에도 나노입자 한 면에 ‘진단기능’과 다른 한 면에 ‘치료기능’의 약물을 투입하면, 신개념 진단‧치료제를 개발할 수 있습니다.  

이 교수팀은 야누스 나노입자 기술을 더욱 발전시켜, △삼중구조  △사중구조 △포도송이 형태의 나노입자 등과 같은 다양한 모양의 나노입자를 만들고 제어하는 기술 확보에도 성공하였습니다. 

이은성 교수는 “이번 연구성과는 나노입자를 1:1로 결합한 야누스 구조, 삼중구조, 사중구조, 포도송이 모양 등 다양한 형태의 나노입자를 만드는데 성공한 사례로, 향후 의약품뿐만 아니라 화장품 등 실생활에 다각적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 연구의의를 밝혔습니다.

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