나노기술 및 정책 정보

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중국 난징(南京) 사범(師范) 대학교 마오춘(毛春) 교수 연구팀은 최근 관련 연구를 통해 일종 혈소판 막을 수정할 수 있을 뿐만 아니라 독자적으로 운동할 수 있는 멀티 레벨의 다공성 나노 로봇을 개발하고 연속 표적 약물 공급 방식으로 단기 혈전 용해 및 장기 응집 저항 목적을 실현하는데 성공하여 이슈가 되고 있음.

이번 연구를 실행하는 과정에서 연구팀은 혈소판 막은 멀티 레벨의 다공성 나노 로봇으로 하여금 혈액 순환 중에서 표적 혈전 부위에 도달할 수 있도록 지원하게 되며, 멀티 레벨 다공성 구조는 외부 측의 비교적 큰 사이즈 대형 포러스 구조(50nm)와 내부 측의 비교적 작은 사이즈의 메조포러스 구조(Mesoporous structure)(5nm 정도)를 포함하고 있다는 점을 발견하였음.

동시에 이런 특수 구조는 외부 측의 대형 포러스 구조 중의 사이즈가 비교적 큰 용전 약물(thrombolytic drug)인 우로키나아제(urokinase) 개발을 실현할 수 있도록 하며, 내부 측의 메조포러스 구조 측은 사이즈가 비교 작은 응집 저항 약물인 헤파린(heparin)을 로드하고 이런 과정을 통해 용전 약물(thrombolytic drug)의 신속한 방출(3시간 정도)과 응집 저항 약물의 서서한 방출(20일 이상)을 실현하게 된다는 점을 입증하였음.

근 적외선(조직 관통력이 강하고 인체에 대한 상해성(傷害性)이 작음) 조사(照射) 하에서 나노 로봇은 독자적으로 운동할 수 있으며, 표적이 혈전 부위에 도달한 후 발휘하는 운동 능력을 이용하여 혈전 체 내부에 심층 침투하여 더욱 이상적인 치료 효과에 도달할 수 있도록 함.

나노 로봇은 자체의 독특한 운동 능력으로 혈전 속에 심층 침투하여 치료 효과를 향상시키며, 인체 외부 측정 테스트 조건 하에서 나노 로봇이 혈전 속에서 관통하는 심층 정도는 운동 능력 입자의 3배 정도에 달하는 것으로 나타났으며, 동물 실험 결과 나노 로봇은 체 내에서 양호한 혈전 용해 성능을 발휘하는 것으로 나타났음.

나노 로봇의 운동 능력은 인체 내부 혈전 속에서의 체류 비율을 향상시킬 수 있으며, 운동 능력이 없는 나노 입자에 비해 나노 로봇은 혈전 속에서의 체류 비율을 15%에서 26% 정도 향상시킬 수 있는 것으로 나타났음.

연구팀은 이번 연구를 통해 나노 로봇이 발휘하는 운동 능력을 이용하여 약물로 하여금 혈전 속에서의 침투성과 체류 비율을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 전략을 제시하였으며, 혈전 치료를 위해 혁신적인 아디어를 제공하였음.

본 연구 성과는 ‘Science Advances’ ("Platelet-derived porous nanomotor for thrombus therapy") 지에 게재됨.