"세포에 정교하게 약물 전달..실시간 모니터링도 가능" 나노니들 패치 개발

김동립 한양대 교수-이지환 미국 퍼듀대 교수팀 공동연구

실리콘 나노니들 집합체를 유연한 탄성중합체 패치에 집적

기존 세포 손상 우려-모니터링 어려운 문제점 동시 해결

김동립 한양대 기계공학부 교수.

이지환 미국 퍼듀대 생체의공학과 교수

한·미 공동 연구진이 세포에 효과적으로 약물을 전달하고 세포를 실시간 모니터링까지 할 수 있는 ‘나노니들(Nanoneedle) 패치’를 개발했다. 나노니들은 끝 부분이 수십 나노미터(nm·10억분의 1m)의 작은 주사바늘 형태의 구조물로 항암치료 등에 활용된다.

김동립(40) 한양대 기계공학부 교수팀과 이지환(38) 미국 퍼듀대 생체의공학과 교수팀은 세포에 정교하게 약물을 전달해 세포 손상을 최소화하고 세포 내부특성을 연구할 수 있는 나노니들 패치를 개발했다고 한양대학교가 13일 밝혔다.

연구팀은 수직정렬된 실리콘 나노니들 집합체를 유연한 탄성중합체(elastomer) 패치로 옮겨 집적시키는데 성공해 나노니들이 세포에 의해 부러지거나 세포를 손상시키는 문제를 극복했다. 나노니들과 세포와의 상호작용도 향상시켜 효과적으로 약물을 전달하고, 색이 투명해 형광물질 투여 없이도 세포를 실시간으로 관찰할 수 있다. 김 교수는 “기존에는 색도 불투명하고 딱딱한 실리콘 기판에 형성돼 세포 내부특성을 실시간으로 파악할 수도 없고 세포에 약물전달도 정교하게 이뤄지지 않아 세포 손상이 발생하는 문제가 있다”고 설명했다.

실리콘 나노니들(nanoneedle)이 유연한 탄소중합체(elastomer) 패치에 집적화된 모습. /사진=한양대

아무런 처리가 되지 않은 세포가 유연패치 상의 나노니들과 상호작용하며 거동하고 있다. /사진=한양대

이번 연구는 김 교수와 이 교수가 공동교신저자, 장한민 한양대 석박사통합과정, 퍼듀대의 김형준 박사와 김봉중 박사과정이 공동1저자, 이흥수 한양대 석박사통합과정, 퍼듀대의 김민구·위대승 연구원이 참여저자로 같이 했다. 과학기술정보통신부의 한·미 공군과학연구실 공동연구지원사업 등의 일환으로 진행됐으며 사이언스 자매지인 ‘Science Advances’ 9일자에 게재됐다. /고광본선임기자 [e-mail]