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인공세포막으로 피복된 기능성나노콜로이드: 바이오의학용 재료

전문가 제언: ○ 나노콜로이드란 매질 중에 분산되어 있는 나노미터 스케일의 입자를 말하는데 이들은 금속과 그 산화물, 고분자, 반도체와 탄소나노튜브를 포함하며 벌크상태에서 볼 수 없었던 예외적인 물리화학적인 특성을 보인다. 나노콜로이드는 콜로이드 표면과 용매사이에 강한 상호작용으로 인하여 큰 밀도 차이를 극복하고 용매 중에서 분산되어 현탁 상태를 유지할 수 있다.

○ 표면적대체적에 대한 비가 매우 커서 높은 촉매활성을 보이며 나노미터 스케일의 크기에 의존하여 나타나는 특성을 나타내는데 반도체 입자에서 나타나는 양자구속효과, 금속입자에서 나타나는 표면 플라즈몬 현상, 자성을 가지는 물질에서 나타나는 초상자성 등의 특성을 보인다. 또 나노콜로이드가 자기 조직화됨에 따라 형성되는 독특한 구조에 기인되는 다양한 기능을 나타낸다.

○ 이러한 나노미터 스케일을 가지는 구조는 세포 간 영역과 같은 마이크로영역의 분석에 사용하기 적당하여 마이크로영역의 분석을 위한 바이오분자로 지지된 재료, 특정한 발색이나 열, 자기와 광에 응답성을 가진 재료의 개발 또 약학이나 바이오의학에서는 의약품이나 바이오분자의 캐리어와 이미징 시약으로 활용이 기대되고 있다. 그러나 나노콜로이드를 생체 내에 주입하면 나노콜로이드는 높은 표면에너지를 가지고 있어서 회합이 일어나 불균질한 마이크로구조를 가지며 단백질을 표면에 흡착시키므로 나노콜로이드표면에 생체적합성이나 생체불활성을 부여하기 위한 설계가 요구된다.

○ 인지질 단량체나 중합체로 나노콜로이드를 피복하고 단백질이나 다당류가 고정화시키면 혈류 중에 바이오활성물질을 운반하는 캐리어로 사용할 수 있는 생체적합성이 발현된다. 또 친수성으로 전기적으로 중성 수용액 중에서 낮은 점도와 높은 염 농도나 넓은 pH조건 하에서도 안정한 컨포메이션을 유지하는 특성을 가진다. 극성기능기를 가진 인지질은 비닐 단량체와 공중합이 가능하므로 다양한 종류의 바이오의학용 재료를 합성할 수 있는 기반을 제공할 수 있다. 본고의 내용은 국내 의약학 연구자에게 가치 있는 연구 개발방향을 제시하고 있다.

저자: Ryosuke Matsuno
자료유형: 학술정보