나노기술 및 정책 정보

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만성 호흡기 계통 질병은 일상적이고 다발적인 질병으로서 세계 보건 기구(WHO)의 관련 통계 결과에 따르면 만성 폐쇄성 폐 질환(폐를 느리게 막는 질환)을 대표로 하는 하(下) 호흡기 감염 질병은 이미 세계에서 세 번 째로 큰 사망 질병으로 되고 있으며, 해마다 400만 명에 달하는 사망자가 발생하고 사망자 수는 해마다 증가하는 트렌드를 나타내고 있는 상황임.

효과적인 치료 약물이 부족한 상황은 현재 만성 호흡기 계통 질병, 특히 폐를 느리게 막는 질환을 치료할 수 없는 주요 원인이 되고 있으며, 임상에서 폐를 느리게 막는 질환을 치료하는 약물 품종은 다양하며(예를 들면 항생제, 기관지 확장 제, 글루코르티코이드 등) 일정한 치료 효과도 있지만 특효 약물에 속하지 않으며 장기간 사용하면 환자들에게 비교적 큰 독성 부작용을 발생시키게 됨.

그 외, 일상적인 치료 약물도 효과적인 전달을 실현하기 어렵기 때문에 유효 약물 공급 효율성이 낮으며, 폐를 느리게 막는 질환은 일반적으로 환자의 폐 부위에 이상 염증 반응을 발생시켜 기침을 일으키고 기도 분비 점액은 하나의 "장벽"을 형성하여 약물의 효과적인 전달을 차단하는 동시에 점액 속에서 번식하는 대량의 병균이 점차 정식(定植)되며, 치밀한 병균 생물 막을 형성하여 약물의 살상을 피하도록 하고 약물 내성을 생성시키게 됨.

중국과학원 선전(深圳) 선진기술 연구원 산하 소재 연구소 위쉐펑(兪學鋒) 연구원 연구팀은 선전(深圳) 선진기술 연구원 산하 의약 연구소 연구팀, 푸단(復旦) 대학교 부설 중산(中山) 병원 연구팀과 공동 연구를 실행하고 만성 호흡기 계통 질병 점액 장벽을 관통할 수 있는 흑린(黑磷) 나노 약물 제어방출 운반체 개발에 성공하여 이슈가 되고 있음.

연구팀은 이번 연구를 실행하는 과정에서 이온 가교 방법을 이용하여 키토산(Chitosan)과 흑린 양자 점을 결합하고 PEG 표면 수정을 통해 일종 흑린 양자 점이 유도하는 나노 약물 제어 방출 운반체(PEG@CS/BPQDs-AM NPs)를 개발하여 폐 부위 점액 장벽을 관통시키고 약물 전달 능력을 향상시킨 동시에 폐를 느리게 막는 질환을 협동 치료하는 기능과 효력을 발휘시켰음.

연구팀은 관련 실험을 통해 친수성 PEG와 정전하를 띤 키토산은 나노 약물 운반체가 신속히 점액층을 관통하여 상피 세포에 접착되도록 추진하며, 나노 운반체 내부의 흑린 양자 점은 신속한 산화 분해를 통해 인산근(磷酸根) 이온을 생성시키는 동시에 마이크로 산 환경을 조성하여 나노 볼 균열 분해를 실현하고 약물 방출을 추진하게 된다는 점을 입증하였음.

동시에 흑린 양자 점의 산화 분해도 키토산 아미노기 기능 그룹의 양성자화를 추진하고 키토산의 항균 기능과 효력을 강화시키고 생물 막 형성을 효과적으로 피할 수 있도록 하는 것으로 나타났음.

연구팀은 관련 동물 실험을 통해 PEG@CS/BPQDs-AM NPs는 실험용 작은 마우스의 폐를 느리게 막는 질환 증세를 뚜렷이 개선시키고, 구리 녹가 단포균(pseudomonas copper green)에 대한 억제 효과를 뚜렷이 강화시키고, 약물 치료 효과를 향상시키는 동시에 치료 과정에서의 독성 부작용을 대폭 감소시킨다는 점을 입증하였음.

연구팀은 이번 연구를 통해 호흡기 계통 질환 점액 장벽으로 인해 발생하는 약물 치료 효과가 이상적이 되지 못하는 문제 해결을 위해 새로운 방법을 제공하였음.

본 연구 성과는 ‘Angewandte Chemie’ ("Mediated Drug Release from Nano‐Vehicles by Black Phosphorus Quantum Dots for Efficient Therapy of Chronic Obstructive Pulmonary Disease") 지에 게재됨.