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DGIST, 초음파·마찰전기 반응 약물 주입 가능한 스마트 패치 개발

등록 2021.11.30 09:24:14

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DGIST 에너지공학전공 박치영 교수(좌), 최경현 석박통합과정생(우) *재판매 및 DB 금지

[대구=뉴시스] 박준 기자 = 대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학전공 박치영 교수팀은 극소량 약물의 장기적이고 주기적인 전달을 가능케 하는 초분자 복합체를 이용해 몸 속 주입형 젤과 피부 부착형 패치 개발에 성공했다고 30일 밝혔다.

이번 개발된 복합체는 저전력 및 초음파를 감응하는 나노 소재로 제작돼 향후 고성능 의료용 소자로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

신호에 반응해서 특정 약물을 정해진 양만큼 방출하게끔 하는 복합체를 개발하는 것은 스마트 약물 전달 시스템 연구에서 많은 관심을 받아왔다.

하지만 이러한 복합체는 합성이 복잡하고 거기에 정제 과정까지 거쳐야 할 뿐만 아니라 다양한 자극에 감응해 정확한 양의 약물을 방출하도록 제작하는 데에 한계가 있어 개발에 어려움이 있어왔다.

이에 박 교수팀은 탄닌산과 철이온의 배위 결합체가 단시간 내에 형성이 가능하다는 점을 이용해 복합체를 단시간 내에 제조하는데 성공했다.

박 교수팀은 2~50㎚ 사이의 구멍을 여러 개 갖는 물질인 메조포러스 실리카 나노입자에 약물을 담지(擔持) 시키고 여기에 배위 결합체를 코팅해 약물 방출을 제어할 수 있도록 했다.

또한 코팅된 나노입자가 전기 또는 초음파와 감응해 극소량의 약물을 선택적으로 방출할 수 있게 했으며 이를 인체 내 삽입이 가능한 젤 형태 및 패치 형태로 제작했다.

그 결과 연구팀은 복합체가 포함된 젤이나 패치가 초음파, 마찰전기와 같은 자극에 반응해 일정량의 약물을 방출하는 것이 가능한 것을 확인할 수 있었다.

또 개발된 복합체가 패치나 젤 형태로 삽입·부착될 경우, 원격 또는 마찰전기와의 감응을 통해 약물의 방출량을 조절할 수 있다.

이는 배터리 없이 작동이 가능한 것을 의미해 향후 웨어러블 소자 제작에 있어 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

박 교수는 "이번 개발한 기술은 전기 신호, 초음파, 응력, 마찰전기 등에 정교하게 감응하며 장기간 적정량의 약물전달이 가능한 원천 기술이다"며 "다양한 부착형 패치 및 삽입형 젤 시스템에서도 적용할 수 있을 것이다"고 말했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자 지원 사업과 나노 및 소재 기술개발사업 지원을 받아 수행됐으며 박 교수의 기존 연구를 바탕으로 최경현 박사과정생이 제1저자로 참여했다.

연구결과는 나노 재료 분야 국제 학술지인 ACS NANO에 9월9일 온라인 게재됐다.


◎공감언론 뉴시스 june@newsis.com

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