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근적외선으로 약물 투여하는 생체이식 장치 개발

기사승인 2019.06.08  08:22:57

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- 주사바늘 없이 최소 침습으로 장기약물치료

   
▲ 근적외선 기반 이식형 디바이스 작동 원리
약물 전달 디바이스를 체내에 이식한 후 외부 디바이스를 체외 피부 위에 부착한다. 사용자가 원할 때마다 비침습적으로 근적외선을 피부 바깥에서 짧은 시간 동안(~ 5초) 인가하면 감응성 막이 파열되면서 약물 전달이 가능하다.

최영빈 교수(서울대학교), 최진호 교수(단국대학교)가 공동연구를 통해 주사바늘 없이 근적외선으로 약물을 투여하는 생체이식 장치를 개발했다고 한국연구재단(이사장 노정혜)은 밝혔다. 근적외선은 적외선 중 가시광선에 가까운 빛이다. 공업용‧의료용으로 많이 이용한다.

1~2회가 아닌 반복적인 피하 주사 투여는 환자에게 많은 고통과 경제적 부담을 안겨준다. 대표적인 사례로 성장호르몬 결핍에 의한 저신장증 등은 지속적으로 성장호르몬 주사가 처방된다.

연구진은 이를 해결할 수 있도록, 밀봉된 여러 개의 약물저장소를 피부에 이식하고 근적외선을 쪼여주어 하나씩 약물이 방출되는 장치를 개발했다.

개발된 장치를 몸 속에 이식한 뒤 외부 장치를 이용해 피부 밖에서 근적외선을 인가해 주는 방식으로 작동한다. 근적외선에 의해 체내 장치에서 약물저장소의 막이 선택적으로 파열되면서 일정량의 약물(성장호르몬 등)이 체내로 전달되도록 구성됐다.

이번 연구에서 핵심 기술은 근적외선을 가하면 파열되는 막이다. 근적외선을 받으면 열을 발생하는 그래핀 기반 나노입자와 이 때 발생한 열을 감지해 파열되는 특수 고분자로 만들어졌다.

연구진은 “이번에 개발한 근적외선으로 약물 투여가 가능한 체내 이식형 디바이스는 만성질병으로 장기간, 반복적 주사 약물치료가 필요한 환자의 불편함을 크게 덜어줄 수 있는 신개념 의료기기가 될 수 있다는 점에 큰 의미가 있다”고 밝혔다.

이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 NRF특별협력사업, 기초연구사업(중견연구)의 지원으로 수행됐다.

과학학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’에 5월 23일 논문명 ‘Implantable multireservoir device with stimulus responsive membrane for on-demand and pulsatile delivery of growth hormone’, 최영빈 교수(교신저자, 서울대학교), 최진호 교수(교신저자, 단국대학교), 이승호 박사(제1저자/서울대학교), 박혜연 연구원(제1저자/이화여자대학교) 등으로 게재됐다.

조충연 기자 dw@doctorw.co.kr

<저작권자 © 닥터더블유 무단전재 및 재배포금지>
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