국내에서 난치성 질병 치료용 약물 전달체 신기술을 잇따라 개발, 눈길을 끌고 있다.

6일 업계에 따르면 국내 연구진들은 최근 실시간 약물주입 감지기술, 압타머 기반 스마트 약물전달시스템, 암세포에만 전달 가능한 약물 접합체 기술 등을 개발, 상용화가 기대되고 있다.
 
한국기계연구원 의료기계연구실 이동규 빅사팀은 최근 약물주입펌프의 초저속 유량과 튜브 내 발생하는 공기방울 유무를 측정할 수 있는 맞춤형 센서 모듈기술을 개발했다.

연구팀은 약물의 초저속 유량을 정밀하게 측정하기 위해 마이크로히터와 다수의 온도 센서를 이용한 열유량 센서를 개발했다.

이 기술은 약물이 튜브를 통해 흐를 때 열원의 온도가 하강하고 동시에 열원으로 인해 약물 온도가 상승하는 원리를 조합해 온도 변화의 폭을 넓혀 초저속 유량을 정밀하게 측정할 수 있다.

또 최근 미국식품의약국(FDA)에서 환자의 안전을 고려해 약물주입펌프 안에 공기 방울을 인식하는 센서가 포함되도록 의료기기 규정을 변경했다.

이에 연구진은 공기 방울의 유무도 동시에 측정할 수 있도록 개발했으며, 약물 주입 튜브를 센서에 부착하면 약물과 비접촉식으로 약물의 속도와 공기 방울을 측정할 수 있다.

기존 수액이 떨어지는 방울 수를 측정하는 기술은 정확도가 10% 전후로 매우 낮아 저속에서 사용이 어려운 단점이 있으며 기존 정밀유량 센서는 주로 고가의 반도체 공정으로 제작돼 센서 일체를 일회용으로 사용하기 때문에 경제적 부담이 크다.

이번에 개발한 센서는 재활용이 가능하며 일회용 센서에 비해 75% 가격을 절감할 수 있어 경제적이면서 친환경적이다. 또 의료진에게 실시간으로 약물 투약 속도, 투약량 등의 정보를 전송할 수 있어 의료진의 업무 효율성을 크게 개선시킬 것으로 기대된다.

대구경북첨단의료산업진흥재단 첨단의료기기개발지원센터 박지웅 선임연구원팀은 최근 암세포에 선택적으로 약물을 전달할 수 있는 시스템을 개발했다.

압타머란 특정 분자에 높은 결합력을 가진 핵산으로 약물전달시스템에 적용할 경우 압타머와 접합된 약물을 체내 원하는 조직에 전달할 수 있어 함께 활용된다.

연구진들은 △암세포 표적 압타머 기반 약물전달시스템 △특정 자극 감응형 약물방출시스템 △압타머 기반 자극 감응형 스마트 약물전달시스템을 개발했다.

특히 압타머 기반 자극 감응형 스마트 약물전달시스템은 약물의 부작용은 감소시키는 동시에 약효를 극대화할 수 있다.

순천향대학교 나노화학공학과 임정균 교수팀은 최근 암세포에 선택적으로 약물을 표적할 수 있는 새로운 약물접합체(drug conjugate)를 개발해 대장암 치료에 새 지평을 열었다.

암의 치료를 위한 화학요법(chemotherapy)은 암세포의 빠른 성장을 억제하거나 암세포들을 사멸하기 위해 강력한 화학물질을 사용하는 약물 치료법이다.

보통 암 환자는 세포를 파괴할 수 있는 강력한 약물을 복용하거나 투여 받는데, 이러한 약물들은 암세포와 정상세포를 구분하지 못해 암 환자의 혈류를 따라 온몸에 퍼져 특정 질환·종양 부위에 약물의 농도가 낮게 분포되는 단점이 있다.

항암 약물은 온 몸을 돌며 건강한 정상세포도 손상시키며 △메스꺼움, 피로, 감염 △모근의 세포 및 모낭의 손상으로 인한 탈모 △구강염, 치아 문제, 소화기 계통 등과 같은 부작용을 가져오기도 한다.

아울러 암세포에 대한 약물의 침투 농도가 낮아서 환자는 약물을 장기간 투여할 필요가 생겨 약물 내성도 초래할 수 있는 문제점이 있다.

연구팀은 이러한 문제점에 주목해 기존에 널리 쓰이는 항암제인 캠토테신(camptothecin)을 암세포에 선택적으로 전달할 수 있는 약물 전달체 개발에 초점을 맞췄다.

암세포에만 특이적으로 약물을 전달할 수 있게 돼 정상세포를 보호하고 약물에 의한 부작용을 현저하게 줄일 수 있는 방법을 찾은 것이다.

연구팀은 암세포 침투가 가능하다고 알려진 iRGD 펩타이드를 활용해 항암제를 펩타이드와 결합시켰다.

이를 위해 iRGD 펩타이드와 캠토테신을 연결시켜줄 수 있는 새로운 링커(linker)와 iRGD 펩타이드-캠토테신으로 이뤄진 새로운 약물접합체를 개발했다.

이러한 약물접합체는 기존 약물 단독보다 대장암 세포에 30분 내로 빠르게 투과했고 대장암 세포 안으로 약 30배 이상의 농도로 침투해 대장암 세포의 사멸을 효과적으로 발생시켰으며, 약물 접합체를 정상세포에 주입했을 때 항암제가 정상세포 안으로 침투를 못 해 정상세포의 손상을 막았다.

연구팀은 대장암 환자로부터 이종이식된 대장암 쥐에게 약물접합체를 20일 동안 투여한 결과 기존 약물접합체에 의한 종양 억제율(tumor inhibition ratio)이 약물단독 투여인 경우보다 20%에서 45%로 2배 이상 증가해 새로운 약물접합체가 동물실험에서도 효과가 뛰어나다는 것을 입증했다.