나노기술 및 정책 정보

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● 대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학전공 박치영 교수 연구팀은 극소량의 약물을 장기적이고 주기적으로 전달할 수 있는 초분자 복합체를 이용하여 체내 주입형 젤과 피부 부착형 패치를 개발

● 연구팀이 개발한 복합체는 저전력 및 초음파를 감응하는 나노 소재로 제작돼, 향후 고성능 의료용 소자로 활용될 수 있을 것으로 기대

● 스마트 약물 전달 시스템은 약물 전달 복합체 합성이 복잡하고, 거기에 정제 과정까지 거쳐야 할 뿐만 아니라, 다양한 자극에 감응해 정확한 양의 약물을 방출하도록 제작하는 데에 한계가 있었던 상황

● 이에 연구팀은 탄닌산과 철 이온의 배위 결합체가 단시간 내에 형성이 가능하다는 점을 이용하여 단시간 내에 복합체를 제조하였으며, ‘메조포러스 실리카 나노입자’에 약물을 담지(擔持) 시키고 여기에 배위 결합체를 코팅해, 약물 방출을 제어

● 특히, 연구팀은 코팅된 나노입자가 전기 또는 초음파와 감응해 극소량의 약물을 선택적으로 방출할 수 있게 하였으며, 이를 인체 내 삽입이 가능한 젤 형태 및 패치 형태로 제작

● 그 결과, 연구팀은 복합체가 포함된 젤이나 패치가 초음파, 마찰전기와 같은 자극에 반응해 일정량의 약물을 방출하는 것이 가능함을 확인

● 추가적으로, 개발된 복합체가 패치나 젤 형태로 삽입‧부착될 경우, 원격 또는 마찰전기와의 감응을 통해 약물의 방출량을 조절할 수 있었고, 이는 배터리 없이 작동이 가능한 것을 의미하므로 향후 웨어러블 소자 제작에 응용될 수 있을 것으로 기대

● 본 연구로 개발된 기술은 전기 신호, 초음파, 응력, 마찰전기 등에 정교하게 감응하며 장기간 적정량의 약물전달이 가능한 원천 기술로 다양한 부착형 패치 및 삽입형 젤 시스템에서도 적용할 수 있을 것으로 기대

※ 용어설명

- 배위결합(coordinate covalent bond): 결합에 관여하는 2개의 원자 중 한쪽 원자만을 중심으로 생각할 때, 결합에 관여하는 전자가 형식적으로 한쪽 원자로부터만 제공되어 있는 결합

- 메조기공체(메조포러스, mesoporous): 기공의 크기가 2~20nm(나노미터)인 구멍을 여러 개 갖는(다공성) 물질

※ ACS Nano 게재(2021.09.09.), “Electro-Mechanochemical Gating of a Metal–Phenolic Nanocage for Controlled Guest-Release Self-Powered Patches and Injectable Gels”

※ 한국연구재단(중견연구자지원사업, 나노 및 소재 기술개발사업) 지원