▲ 박치영 KIST 전북분원 복합소재기술연구소 탄소융합소재연구센터 박사.

국내 연구진이 특정 파장의 빛에 반응해 약물을 활성화하고 방출하는 분자 시스템을 개발했다. 향후 부작용 없는 약물 전달체 및 스마트 코팅 소재 개발의 가속화에 지원이 될것으로 보인다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 박치영 전북분원 복합소재기술연구소 탄소융합소재연구센터 박사팀이 기존의 분자밸브 시스템 합성보다 시간을 수십 배 단축하고, 가격을 낮추면서도 부작용을 보다 억제하는 원천 기술을 개발했다고 지난 15일 밝혔다.

분자밸브는 나노공간에서 물질방출을 조절해주는 화학분자 물질로 최근 국내 연구진에 의해 약물 등이 원하는 조건에서만 안전하게 활성화되고 방출되는 진보된 형태의 분자밸브 기술이 개발했다.

기존의 분자밸브는 견고한 나노 채널의 입구 표면에 부착돼 특정 자극에서만 열리고 닫히는데 약물전달체, 화장품 소재, 세정용 소재 및 기능성 코팅 소재로 사용되는 기존의 자극 감응형 나노캡슐에 비해 안정성이 높고 정교하다는 장점이 있지만, 합성이 복잡하고 시간이 오래 걸리는 문제와 여전히 미세하게 약물이 방출되는 경우가 있어 부작용을 원천적으로 억제하는데 한계가 존재했다.

이에 박치영 KIST 박사팀은 식품첨가제, 의료용 제제, 잉크 등으로 폭넓게 사용되는 식물성 폴리페놀이 나노 채널의 입구 표면에서 분자밸브와 유사하게 거동하는 조건을 발견했다.

또한 채널 내에 약물 등의 화합물을 비활성화 상태로 포집하고, 특정 파장대의 빛을 비추었을 때만 활성화 되고, 분자밸브의 구동에 의해 순차적으로 방출되도록 고안해 원치않는 조건에서 포집된 물질의 방출에도 관련 부작용이 없도록 설계했다.

연구진은 이 기술이 기존의 분자밸브 시스템보다 합성이 매우 간단하고 부작용을 이중으로 억제하는 진보된 형태로, 약물전달체 및 다양한 기능성 코팅 소재 등으로 활용 가능할 것으로 전망했다.

KIST 탄소융합소재연구센터의 박치영 박사는 “이번 연구를 통해 보다 복잡한 신호 전달 체계에서도 구동하는 나노로봇을 실현하는 토대를 마련할 것”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 미래창조과학부 지원으로 KIST 기관고유사업과 한국연구재단 기본연구사업으로 수행되었고, 독일에서 발행하는 화학 분야의 세계적 학술지인 ‘앙게반테 케미 국제판’(Angewandte Chemie International Edition)에 5월8일 표지논문으로 게재됐다.