줄기세포 작동 방식 본뜬 초미세 바늘 개발…"당뇨성 염증 치료"

하이커뮤니티매니져 0 4 04:26

신개념 세포모사형 근적외선 반응형 마이크로니들 작동원리를 나타낸 그림. 한국연구재단 제공

한국 연구팀이 줄기세포가 몸속에서 작동하는 방식을 본떠 근적외선 빛에 반응해 약물 방출을 조절하는 초미세 바늘 시스템을 새로 만들었다. 근적외선 기술이란 생체 조직 투과도가 높은 근적외선을 조사해 약물방출 제어 및 광열 치료 등에 활용하는 방법이다.

한국연구재단은 김한영 가톨릭대 교수, 정현도 한양대 교수 공동연구팀이 줄기세포가 외부 자극에 반응하며 '엑소좀'을 분비하는 생리적 기전을 모방해 근적외선 반응을 통해 약물방출 제어와 2차 감염 예방이 동시에 가능한 신개념 세포모사형 근적외선 반응형 마이크로니들을 개발했다고 10일 밝혔다. 엑소좀은 세포 사이의 신호 전달을 담당하는 생체 입자를 가리킨다.

마이크로니들은 머리카락보다 가는 미세한 바늘로, 피부에 붙이거나 문질러 약물을 체내로 전달하는 기술이다.

흔히 ‘당뇨발’로 불리는 만성 당뇨성 창상은 혈류 장애와 지속적인 염증 반응으로 자연 치유가 어려운 질환이다. 당뇨발은 당뇨환자 발에 궤양이 생기는 합병증이다. 현재 만성 당뇨성 창상을 치료하기 위해 사용되는 세포치료제나 연고형 국소치료제는 생체 내 잔존 시간이 짧고 대량생산과 장기 보관이 어렵다는 한계가 있다.

최근 만성 당뇨성 창상 치료에 마이크로니들을 이용한 국소 약물전달 기술이 주목받고 있으나 기존 마이크로니들은 생체적합성이 낮고, 생체적합성이 높은 히알루론산 기반 마이크로니들은 치료 효능이 제한적이다. 만성 당뇨성 창상의 치료 제약을 극복하고 손상된 조직의 재생을 유도할 새로운 치료법 개발이 요구되는 상황이다.

연구팀은 생체모방 개념을 적용해 줄기세포가 외부 자극에 반응해 엑소좀을 분비하는 생리기전에서 영감을 얻어 근적외선 반응형 마이크로니들 플랫폼을 개발했다. 개발한 플랫폼은 히알루론산 기반 생분해성 니들층과 맥신 기반 광열 반응성 기판층으로 구성된 이중 구조로 설계됐다.

연구팀은 마이크로니들 플랫폼에 줄기세포 유래 '나노베지클(NV)'과 연어 정자 유래 DNA를 결합한 'NV-DNA 복합체'를 탑재하고 기판층에는 근적외선을 흡수해 열을 발생시키는 맥신 기반 소재를 적용했다. 나노베지클은 줄기세포에서 유래한 나노 크기의 입자로 약물 전달체나 질병 치료제 개발에 활용된다.

연어 정자 유래 DNA란 연어나 송어 등 어류에서 추출하는 DNA 단백질 조각을 말한다. 맥신은 금속층과 탄소층이 교대로 쌓인 2차원 나노물질이다.

이렇게 개발한 마이크로니들 플랫폼은 근적외선이 조사되면 맥신이 열을 발생시켜 국소적으로 상처 부위 혈류를 개선하고 감염 원인균을 사멸시켜 2차 감염을 예방한다. 열 자극이 NV-DNA 복합체의 방출을 정밀하게 유도함으로써 연구팀은 만성 당뇨성 창상 치료를 위한 약물방출 시점과 속도 제어가 가능함을 확인했다.

김한영·정현도 교수는 “마이크로니들 플랫폼은 기존 약물전달 시스템의 비특이적 방출 문제를 극복하고 생체 환경 변화에 따라 반응하는 맞춤형 치료제로 작용할 수 있다”며 “향후 조직재생을 필요로 하는 차세대 세포모사 치료 기술로 발전할 수 있을 것이다”고 말했다.

https://m.dongascience.com/news.php?idx=74997

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순위	팀	경기	승	무	패	승점
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5	맨시티	17	10	4	3	34
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7	웨스트햄	18	9	3	6	30
8	뉴캐슬	19	9	2	8	29
9	브라이튼	18	7	6	5	27
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12	울버햄튼	18	6	4	8	22
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14	브렌트포드	17	5	4	8	19
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