미래창조과학부(장관 최양희)는 강태욱 서강대 화공생명공학과 교수팀이 암 등 주요 질병을 치료하기 위해 약물을 전달하거나 질병 영상화를 위한 조영제 등에 사용될 수 있는 차세대 의료소재인 무(無)독성 나노인공세포를 생산하는 공정을 개발했다고 20일 밝혔다. 

암과 같은 주요 질병의 조기 진단과 보다 정확한 치료를 위한 다양한 나노물질이 차세대 의료소재로 주목받고 있다. 그러나 상용화를 위해서는 나노물질의 생체독성 문제를 해결해야 한다. 

나노물질을 보다 우리 몸에 사용하기 적합하게 만드는 방법 중 하나는 나노물질 표면을 생체 친화적인 물질로 코팅해주는 것이다. 하지만 지금까지 보고된 방법들은 생산력이 낮고 코팅된 나노 물질의 생성 비율이 1% 이하로 낮아서 별도의 분리공정을 통해 순도를 높여야 한다. 

이에 연구팀은 겉은 세포막 성분이고 속은 텅 빈 구형 모양의 물질인 '리보좀'을 활용해 나노인공세포를 생산하는 방법을 개발했다. 

연구팀이 만든 외부 리포좀은 인지질 이중층으로 이뤄졌는데, 이는 인간의 세포와 같은 성분이자 같은 구조다. 

연구팀은 크기가 커 투과가 어려운 분자를 리포좀이 생성될 때 내부에 담기도록 했다. 또 금속이온 중 일부가 리포좀 막을 투과해 내부로 확산되면서 내부에 존재하는 환원제와의 반응을 통해 금속 나노소재로 성장을 유도했다. 이를 통해 리포좀 내부에 나노소재를 자연적으로 형성시켜 나노인공세포를 만들었다. 

연구팀은 이 기법을 통해 생산효율을 종전보다 100배 이상 증가시켰다. 또 나노인공세포가 기존 금속 나노입자보다 10배 이상 더 뇌, 심장, 간세포에 전달되도록 했다. 독성도 나타나지 않았다. 

강태욱 교수는 "기존 무기 나노입자를 차세대 바이오의료소재로 활용하기 위해 가장 큰 걸림돌인 생체독성의 문제를 해결하고 별도의 분리정제 과정 없이 순도를 높일 수 있었다"며 "향후 암과 같은 질병 조기 진단 및 보다 정확한 치료에 폭넓게 활용될 것으로 기대한다"고 말했다. 

이번 연구성과는 국제 학술지인 '사이언스 어드밴스(Science Advance)' 12월 16일자에 실렸다.