한국연구재단은 가톨릭대 김한영 교수와 한양대정현도 교수 공동 연구팀이 줄기세포의 작동 원리를 모방해 근적외선을 쐬면 약물 방출 제어와 2차 감염 예방이 동시에 가능한 초미세 바늘 시스템을 개발했다고 밝혔습니다.

흔히 '당뇨발'이라 붉리는 만성 당뇨성 창상은 혈류 장애와 지속적인 염증으로 자연치유가 어렵고 기존 세포치료제나 연고형 치료제는 생체 내 잔존 시간이 짧고 대량 생산과 장기 보관이 어렵다는 한계가 있습니다.

최근 미세 바늘(MN)을 활용한 약물전달 기술이 주목받지만, 생체적합성과 치료 효능에서 모두 만족스럽지 않은 상황입니다.

연구팀은 줄기세포가 외부 자극에 반응해 엑소좀을 분비하는 생리기전을 본떠 근적외선을 쐬면 약물 방출 제어와 2차 감염 예방이 동시에 가능한 초미세 바늘 플랫폼을 개발했습니다.

이 플랫폼은 히알루론산 기반의 생분해성 바늘층과 맥신 소재의 광열 반응성 기판층을 결합한 2중 구조로 만들어졌습니다.

니들층에는 줄기세포 유래 나노입자(NV)와 연어 정자 DNA를 결합한 NV-DNA 복합체를 탑재하고 기판층에는 근적외선을 흡수해 열을 발생시키는 맥신 기반 소재를 적용했습니다.

이렇게 만든 플랫폼은 근적외선을 쐬면 맥신이 열을 발생시켜 국소적으로 상처 부위의 혈류를 개선하고 감염균을 제거해 2차 감염을 예방합니다.

또 이 열 자극이 NV-DNA 복합체의 방출을 정밀하게 유도함으로써 약물방출 시점과 속도 제어가 가능함을 확인했습니다.

이 기술은 혈류 장애와 염증으로 치유가 어려운 만성 당뇨성 창상치료에 효과적일 것으로 기대됩니다.

김한영·정현도 교수는 "이번 기술은 생체 반응에 따라 약물을 조절하는 맞춤형 치료 플랫폼으로, 조직 재생이 필요한 차세대 세포 모사 치료 기술로 발전할 수 있을 것"이라고 말했습니다.

이번 연구 성과는 재료과학 국제학술지, 어드밴스드 머티리얼즈 (Advanced Materials) 10월 25일 자 온라인판에 실렸습니다.


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