건국대학교는 생물공학과 김준영 교수 연구팀이 영국 옥스퍼드대학교, 사우스햄튼대학교 연구진과 공동으로 위장관의 생리적 장벽을 단계적으로 극복하는 약물전달 플랫폼을 개발했다고 24일 밝혔다.

연구팀은 자성 마이크로로봇과 혈소판막으로 코팅한 나노입자를 결합한 약물전달 시스템을 개발했다. 마이크로로봇은 외부 자기장을 이용해 목표 부위까지 이동하고, 내부에 탑재된 나노입자는 장에 도달한 뒤 방출돼 대장암 세포에 선택적으로 결합하도록 설계했다.

또 마이크로로봇 표면에는 산성 환경에서는 약물을 보호하고 장에 도달하면 분해되는 pH 반응형 보호막을 적용해 위장관 환경에서도 약물을 안정적으로 전달할 수 있도록 했다.

연구팀이 대장암 조직을 모사한 미세유체칩에서 성능을 검증한 결과, 마이크로로봇을 이용한 경우 나노입자만 투여했을 때보다 암 조직 모사체 내 나노입자 잔류량은 약 4.6배, 대장암 세포에 대한 독성 효과는 최대 4.3배 높아졌다.

또 돼지의 위와 장 조직을 이용한 체외 실험에서는 여러 개의 마이크로로봇을 연결한 구조가 굴곡진 조직 표면에서도 자기장에 따라 안정적으로 이동하는 것을 확인했다.

김준영 교수는 “향후 동물실험을 통해 치료 효과와 안전성을 검증해 정밀 경구 약물전달 기술로 발전시킬 계획”이라고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 게재됐다.