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생체물질의 연구현황과 전망(Biomaterials: Where we have been and where we are going)

전문가 제언: □ 분자생물학과 나노기술 및 재료공학이 발전하면서 인체의 손상부위를 대체하거나, 약물을 효과적으로 상처부위까지 전달하는 수단이 급속도로 발전하고 있다. 종전에는 생물반응에 기초한 단백질 흡착을 목표로 했으나, 지금은 생체물질이 신체 부위에서 일으키는 생물반응을 조절하는 단계로 발전하고 있다. 그 결과 pH · 온도 · 포도당 농도를 인식해 반응하는 여러 종류의 하이드로젤이 개발되었다. 일정한 아미노산 반복단위를 가진 조립형 올리고펩티드도 조직의 지지체로 개발되고 있다.

□ 특히 관심을 끄는 분야는 인식 및 약물전달시스템의 개발이다. 표적지향성 약물전달시스템에는 수동형(passive targeting)과 능동형(active targeting)이 있다. 전자는 약물 운반체의 입경(粒徑) 및 소수성을 포함한 물리적 성질을 이용하지만, 후자는 표적 조직을 구성하는 세포를 특이적으로 인식하는 분자를 약물 운반체 표면에 붙여 목표 부위에 약물이 도달하도록 한다.

□ Osaka대학의 안과교실(2004)은 능동형 약물전달시스템용 나노입자를 개발하고, 생쥐의 안질환 조직에 적용해 그 효능을 확인한 바 있다. 이 기술은 다공성 인공캅셀(리포좀) 표면에 질환의 세포나 조직을 인식하는 분자를 부착해, 목표 부위에 약제나 치료물질을 전달 · 치료하는 방법이다. 지금까지 표적물질과 결합하는 펩티드 · 항체 · 당질이 많이 개발되었으나, 생체에 적용하는 데에는 문제가 있었다. 이러한 연구 성과는 폐렴 · 간염 · 뇌염에 확대 적용될 것으로 보인다.

□ 분자 · 세포 · 조직의 인식기능이 종전의 DNA · 단백질 · 다당류에서 올리고당와 올리고펩티드 등으로 확대되고 있다. 염증성 질환부위에는 백혈구가 모이기 쉽게 혈관 속에 렉틴이라는 단백질이 분비된다. 이러한 사실에 착안해 Osaka대학 산업기술연구소(2004)는 리포좀 표면에 렉틴을 식별하는 센서를 부착하고, 혈관이 내부로 퍼져 들어갈 수 있도록 매트릭스 공정을 확장함으로써 약물전달용 나노 입자를 목표부위에 쉽게 도달시키는데 성공했다고 발표했다. 국내에서도 날로 성장하는 생체물질의 수요에 대비한 체계적인 연구가 필요한 시점이라 생각된다.

저자: Ratner, BD; Bryant, SJ
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