약물 복용 부작용 최소화 기술 개발, 재료분야 권위지 발표

다양한 약물 복용으로 인해 발생하는 항암 치료의 부작용을 해결할 수 있는 원천기술이 화항공학과 이창수 교수팀에 의해 개발됐다.

이창수 교수와 최창형 박사과정생은 미래창조과학부가 추진하는 중견연구자지원사업(도약연구)의 지원으로 수행된 연구로, 재료분야 권위지인 Advanced Materials지 3월 22일자 온라인판에 발표됐으며, 이 저널의 표지(frontispiece)로도 선정되어 5월 14일자에 게재될 예정이다. 또한 이번 연구결과는 그 중요성을 인정받아 Nature지 4월호에 연구 하이라이트(Research Highlight)로도 소개됐다.

이창수 교수팀은 새로운 형태의 `물방울`을 아주 손쉽게 제조할 수 있는 마이크로 기술을 개발했다. 물방울(emulsion)이란 계면활성제로 인해 물과 기름같이 섞이지 않는 액체가 서로 평형을 이루며 분산된 상태를 말한다. 분산된 물방울 내부에 이보다 작은 물방울을 포함할 경우 다양한 물질을 내부에 담을 수 있어 의약이나 화장품, 디스플레이 산업 등에 이용된다.

복잡한 형태의 물방울은 내부에 다양한 물질을 담을 수 있어 약물전달, 화장품이나 도료 제조 등에 다양하게 활용될 수 있는데 이 때 내부에 물질을 담는 능력과 균일한 크기로 제조하는 공정이 관건이다. 하지만 커다란 용기 내에 섞이지 않는 두 용액을 휘저어 만드는 기존방법은 크기조절이 어려워 만들어지는 물방울이 일정한 크기를 형성하지 않다는 단점이 있었다.

이를 극복하기 위해 개발된 미세유체 기술의 경우 장치 제작에 큰 어려움이 있고, 복잡한 형태의 물방울 형성을 위해 다양한 종류의 유체들을 개별적으로 정교하게 제어해야 한다는 한계가 있었다.

이창수 교수팀은 물방울의 형상을 바꾸어서 손쉽게 복잡하고 다양한 형태의 물방울을 형성함으로써, 한 번에 손쉽게 다용도로 사용할 수 있는 물방울을 제조하는데 성공했다.

물방울의 형상을 제어함과 동시에 한 번의 공정으로 친수성과 소수성 물질을 하나의 물방울 안에 담을 수 있다는 설명이다.

나아가 연구팀은 이렇게 만들어진 물방울을 고체화하여 마이크로캡슐을 제작하고 온도변화에 따라 내부에 담겨져 있는 약물방출이 가능함을 확인했다. 이는 복잡한 공정 없이도 원하는 형상과 크기로 제조할 수 있게 된다.

이창수 교수는 “아주 간단한 공정을 통해 다양한 형상의 물방울를 이용한 고분자 마이크로캡슐 등을 만들 수 있게 되어, 향후 다양한 방출패턴을 보유한 약물전달 시스템 구축에 활용될 수 있다”며 “무엇보다도 기존의 암환자가 항암치료를 위해 여러 번의 약물을 투여해야하는 고통을 겪어야 하는 문제점을, 본 연구팀에서 개발한 물방울을 이용하여 한 번의 복용으로 다수의 약물을 투여한 효과를 얻음으로써 환자의 고통을 덜어 줄 것으로 기대된다”고 밝혔다.