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진단ㆍ치료 가능 생체소재 융합연구

암ㆍ동맥경화 등 난치성 질환 표적치료 목표
'치료약물 전달용 하이드로젤' 연구 주목할만 

안경애 기자 naturean@dt.co.kr | 입력: 2011-12-14 20:07
[2011년 12월 15일자 15면 기사]

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진단ㆍ치료 가능 생체소재 융합연구

■ 글로벌 R&D중심 선도 연구센터를 찾아서
(16) 성균관대 진단치료용 고분자소재연구센터


인체는 DNA에서 단백질, 호르몬에 이르기까지 전체가 천연 고분자로 이뤄진 고분자 집합체라고 할 수 있다. 플라스틱, 섬유, 고무, 접착제 등도 분자량이 큰 고분자 물질이다. 그런데 최근 이런 고분자 물질을 융합해 질병 진단과 치료에 응용하려는 시도가 활발하게 이뤄지고 있다.

성균관대 진단및치료용고분자소재연구센터(센터장 이두성 고분자시스템공학과 교수)는 바로 이같은 고분자와 의료기술의 융합을 목표로 설립됐다. 2010년 교육과학기술부 공학분야 선도연구센터(ERC)에 선정된 이 센터는 바이오와 나노, IT 등 전문가들로 구성됐다.

센터의 궁극적인 목표는 고분자를 이용해 질병 진단 정확도를 높이면서 진단과 동시에 질병 표적치료를 할 수 있는 기술을 개발하는 것.

이두성 센터장은 "암, 동맥경화, 관절염 등 난치성 질환을 진단ㆍ치료하기 위한 다양한 의약품이 개발되고 있지만 표적부위에 의약품을 선택적으로 전달하는 기술이 부족하고 부작용이 많아 치료효율이 높지 않은 문제점이 있다"며 "의약품을 질병조직에 선택적으로 전달시킴으로써 진단과 치료를 동시에 가능케 하는 다기능성 고분자 소재를 개발, 치료 과정을 실시간 영상을 통해 모니터링하는 시스템을 다학제간 연구를 통해 개발하고 있다"고 설명했다.

목표를 현실화하기 위해서는 학문영역을 넘어선 협동연구가 필수적이다. 센터는 의료용 고분자를 연구하는 교수들을 중심으로, 약대, 의대, 생명공학 등의 교수들로 팀을 꾸렸다. 또 공학적인 활용을 위해 고분자공학, 화학공학, 재료공학, 기계공학 소속 교수들도 참여시켰다. 성균관대 이두성(고분자공학과), 이정희(의대), 이준영(화학공학부), 김덕준(화학공학부), 정지훈(약학부), 유필진(화학공학부) 교수와 고려대 심상준(화공생명공학과), 이지원(화공생명공학과) 교수, 서울대 안철희(재료공학부), 변영로(제약학과), 서갑양(기계항공학부) 교수, 경희대 박재형 교수(고분자섬유신소재학과) 등이다.

연구자들은 수시로 연구정보를 교류하는 한편 해외 과학자들과 공동 세미나를 열어 세계적인 학문동향을 파악하고 있다. 또 한국고분자학회, 세계생체재료학회 등에 참가해 의료용 고분자 소재 관련 발표행사를 갖기도 한다.

연구주제는 치료용 생체소재와 진단용 생체소재로 구분된다. 치료용 소재 연구진은 생체고분자 재료를 이용해 질병 부위에 생리활성물질 및 진단용 분자영상 프로브를 전달, 치료와 진단을 동시에 하는 소재를 개발하고 있다. 또 외부자극에 반응하는 지능형 고분자전달체에 세포치료제를 담아 체내에서 효율적으로 약물을 분비하게 하는 동시에 치료과정을 모니터링하는 기술도 연구하고 있다.

진단소재 연구진은 생체친화적이면서 초고감도 검지능력을 가진 고분자 재료 및 검지기술 개발에 집중하고 있다. 특히 진단과 치료 기능을 동시에 가진 물질을 표적세포나 조직에 선택적으로 전달해 광학영상, 자기공명영상, 양성자 단층촬영 등을 통해 모니터링하는 기술을 개발하고 있다.

이두성 센터장은 "현재의 항암제는 몸 전체에 퍼져 머리카락이 빠지는 등 부작용이 있지만 고분자 기술을 이용해 암 부위에만 약물을 전달하면 적은 양으로 효과적인 치료를 할 수 있다"며 "또 기존 진단용 의료영상 기술에서 더 정밀하게 질병을 진단하는 기술도 고분자를 통해 개발할 수 있다"고 설명했다. 다기능성 나노입자에 진단약물과 치료약물을 함께 넣어 투입하는 기술이 대표적이다.

치료약물 전달용 하이드로젤도 눈에 띄는 연구주제다. 몸속에 주사된 약물이 젤 형태로 바뀐 후 서서히 분비되게 하는 기술. 성장호르몬의 경우 하루 한번 1년 이상을 맞아야 하지만 이 기술이 개발되면 한달에 한번으로 주사 횟수를 줄일 수 있다. 약물이 다 분비된 젤은 몸속에서 분해돼 없어진다. 인슐린 주사도 하이드로젤 방식으로 하면, 보름동안 체내에서 서서히 방출되게 해 주사의 불편을 크게 줄일 수 있다. 2밀리미터 이하의 작은 암이나 류머티스 관절염 등을 찾아낼 수 있는 나노기술 조영제도 연구 중이다.

이두성 센터장은 "진단과 치료가 동시에 가능한 차세대 생체소재는 세계적으로 집중적인 연구가 이뤄지고 있는 분야"라며 "최적화된 환자 맞춤형 약물을 현실화하기 위해 머리를 맞댈 것"이라고 밝혔다.

안경애기자 naturean@

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