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분자막의 멀티스케일 시뮬레이션

전문가 제언: ○ 마찰이나 윤활현상은 기계시스템뿐 아니고, 후술하는 약물전달시스템(DDS)이나 인공혈관 등 의료분야에서도 중요하게 되고 있다. 예를 들면, 모세혈관 중을 흐르는 약제운반체(약 백 나노미터의 직경을 가진 리포솜 등)가 정상인 조직에는 흡수되지 않지만, 질환이 있는 조직에만 흡수되는 현상은, 분자궤도법, 분자시뮬레이션, 유체역학 시뮬레이션부터 구성되는 멀티스케일 시뮬레이션에 의해서만 취급되는 문제이다.

– 이제까지의 투약에서는 환부지향성이 불충분해서 환부이외의 부위에도 광범위하게 확산됐기 때문에, 목표로 하는 환부(장기나 조직, 세포, 병원체 등)에 도달하는 양은 투약된 내의 극미량이었다. 이 때문에 다량의 약제의 투약이 필요하고, 부작용 발현의 가능성이 높아지고 있다.

○ 일반적으로 약제는 필요한 때에 필요한 양을 필요한 부위에 도달시키는 것이 이상적인데 과잉투여 되고 있다. 이 때문에 약제를 리포솜 같은 초 미소 캡슐(capsule)로 싸서 환부에 도달하기까지 흡수․분해되지 않도록 한다. 이를 위해 과도한 약제투여를 억제하는 약물전달시스템이 고안되고, 왕성하게 연구되어 왔다.

○ Van Gunsteren 등은, 계층의 다른 원자레벨과 분자레벨의 조 시화(粗視化) 모델에 의한 분자 시뮬레이션을 동시에 진행하는 멀티그레이닝(Multigraining)법을 개발해, 복잡한 분자계의 구조완화를 가속화하고 있다. 이런 시도는 아직 발전단계에 있지만, 상위모델부터 하위모델에의 맵핑(coarse-graining)과 같은 모양으로 하위모델부터 상위 모델에의 맵핑(fine-graining)도 계층적 분자모델을 지지하는 중요한 방법이므로, 이후 왕성하게 연구될 것이라고 생각된다.

○ 분자 막의 연구는, 기계시스템의 윤활부터 DDS나 세포 인식까지, 기초적인 면에서도 응용 면에서도 중요하다. 분자 막의 멀티스케일 시뮬레이션 기술의 현상은 그 토대로 되는 기초기술이 나오기 시작한 단계로, 완성을 위해서는 많은 연구가 필요하다.

저자: Masuhiro Mikami
자료유형: 학술정보