College Of Engineering
서울공대 이야기
 

                                    화학생물공학부 현택환 교수

 

“암진단과 암치료를 동시에”

- 암진단 및 치료용 다공성 나노입자 제조기술 개발 -

 

  서울대학교 공과대학(학장 강태진) 화학생물공학부 현택환 교수는  다공성 나노입자를 100나노미터(㎚=10억분의 1m) 이하로 균일하게 만들 수 있는 기술을 개발했다.


  현택환 교수는 중심에 있는 자성 나노입자를 일정한 크기의 구멍들이 있는 다공성 실리카(이산화규소)가 둘러싸고 있는 다공성 나노입자를 50~100㎚의 균일한 크기로 만드는 데 성공했다. 다공성 나노입자는 암 진단과 치료에 동시에 이용할 수 있는데 연구진은 생쥐 실험을 통해 이 나노입자가 암 조직에 실제로 축적된다는 사실도 확인했다. 이 연구결과는 암 진단과 치료를 동시에 할 수 있는 다공성 나노입자를 효과적으로 제조하는 방법을 제시하고 그 유용성을 생체(in vivo)에서 입증한 것으로 독일 화학회지인 '앙게반테 캐미(Angewante Chemie)' 인터넷판(25일자)에 게재됐다.


  최근 암의 진단과 치료에 동시에 이용할 수 있는 나노 물질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 먼저 암의 진단에 응용되는 나노 물질의 대표적인 두 가지 특성은 자성과 형광이다. 예를 들어 자성을 띤 자성 나노입자는 MRI 에서 조영제로 이용되어 암의 위치나 크기를 알 수 있게 도와주기 때문에 초기 단계에서의 암의 진단을 가능하게 한다. 여러 형광 나노 물질 중에서 특히 실리카 나노 입자 안에는 다양한 형광 염료를 넣어서 원하는 빛을 내도록 만들 수 있기 때문에 시각적으로 암세포를 진단할 수 있는 형광 표지 물질로 많이 연구되고 있다. 한편 치료에 이용되는 나노 물질 중에서 메조포러스 (다공성) 실리카 라는 물질은 3 nm 크기의 구멍이 무수히 많이 나 있기 때문에 다양한 항암제를 많이 담을 수 있다. 기존 항암제의 가장 큰 단점은 암세포를 공격하는 것과 더불어 다른 정상 세포도 공격하기 때문에 많은 부작용이 있다는 것인데 메조포러스 실리카를 약물 전달체로 이용하면 기존의 항암제에 비해서 암조직에 항암제를 보다 선택적으로 전달할 수 있게 된다. 


  실리카를 암진단이나 약물전달에 사용하기 위한 연구가 세계적으로 20여 년간 널리 진행되어 왔으나, 의료용으로 쓸 수 있을 만큼의 작은 크기로 균일하게 만드는 것이 어려워 큰 진전을 이루지 못했다. 특히 진단용 형광물질이나 치료용 약물을 담아 암 조직에 보내려면 나노입자 크기가 100㎚ 이하가 적당하지만 실리카를 나노입자로 만들면 서로 뭉쳐 200~300㎚ 정도로 커지는 문제점이 있었다. 연구진은 MRI 조영제로 사용되고 있는 자성 물질인 25㎚ 크기의 산화망간 입자의 주위를 다공성 실리카로 코팅하는 방법으로 지름이 50~100㎚인 다공성 나노입자를 만들어 이 문제를 해결했다. 연구진은 또 이렇게 만든 다공성 나노입자에 형광염료를 넣는데도 성공했다.


  현택환 교수는  "이번에 개발된 나노입자 제조법은 입자 크기를 50nm부터 100nm까지 자유롭게 조절할 수 있어 실제 생체실험에 더 적합한 물질을 만들 수 있을 것"이라며 "앞으로 이 다기능성 나노 물질을 이용해 암 조직에서의 선택적인 약물방출 등 다양한 연구를 계속할 예정"이라고 밝혔다.

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