온도로 조절되는 약물전달시스템 개발돼

▲ 폴리스티렌으로 만들어진 약물전달 구조체의 전자현미경 사진

코르코 마개를 한 와인병과 같은 구조를 가진 마이크로 구조체가 개발되었다. 연구진은 온도를 미세하게 조절하여 약물을 체내에 전달하거나 향기 등을 피부에 전달하는 새로운 시스템을 개발하는 데 성공했다.

조지아공대와 에모리대학 연구진은 온도로 조절되는 새로운 약물 전달 시스템을 개발하였다. 연구진은 온도를 정교하게 조절하여 구조체를 녹여서 약물을 몸 속이나 향수와 같은 물질을 피부에 전달하는 새로운 기술을 소개했다. 이번에 개발된 시스템은 기존의 약물전달시스템이 서서히 약물을 배출하는 것과는 달리 순간적으로 약물을 대량으로 배출할 수 있다.

종래의 약물전달시스템은 병 구조보다 스펀지와 같은 형태를 띠고 있다. 예를 들어, 약물은 폴리머 입자에 흡수되어 시간이 지남에 따라 서서히 배출되는 형태를 가진다. 연구진은 이번에 약물전달시스템을 조절하는 새로운 방법을 개발했다.

공공을 가진 폴리머 내부에 약물을 주입하고 고체의 코르코와 같은 마개로 막았다. 마개 물질은 몸 속의 열로 인해서 녹으며, 약물은 미세한 병에서 빠르게 밖으로 배출된다.

“이번 기술은 코르코 마개를 하고 있는 와인병과 같은 시스템에 관한 것”이라고 이번 연구진을 이끈 Younan Xia 교수는 설명했다. 녹는 코르코는 천연 오일과 지방에서 추출된 지방산으로 만들어졌다.

이러한 분자의 탄화수소 체인 길이는 온도에 따라 변화된다. 이러한 원리를 이용하여 냄새 제거물질이 체온이 올라가거나 땀이 날 때 배출되도록 만들 수 있다.

지금까지 pH 변화, 초음파, 기계적 신호, 전기, 자기장 변화에 반응하는 약물전달시스템이 개발되었다. 이번 연구는 온도에 따라 약물을 방출하는 최초의 연구결과이다.

온도에 반응하는 시스템은 여러 측면에서 장점을 가지고 있다. 온도에 반응하는 시스템은 반응속도가 빠르고 작은 양의 양물도 쉽게 배출할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이번 시스템은 일정한 온도에 도달하면 순간적으로 약물을 배출할 수 있다는 데 큰 장점이 있다.

녹는 코르코는 상변화 물질로 만들어졌다. 상변화 물질은 특정한 온도에서 고상에서 액상으로 순간 변하게 된다. 연구진은 이번 시스템의 온도 반응성을 검증하기 위해서 공공의 폴리머 입자에 형광염료를 주입했다. 공공은 지방산으로 막았다. 연구진은 온도를 사람의 체온 보다 조금 높은 39도까지 올려서 코르코 마개를 녹였다. 형광 염료는 순간적으로 모두 밖으로 배출되었다.

이번 시스템은 약물전달시스템에 필요한 약물의 양을 줄일 수 있어서 약물로 인한 부작용을 최소화하는데 도움이 될 수 있다. 또한 코르코 마개 물질은 인체에 무해하다는 장점을 가지고 있다. 공공의 폴리머 입자는 폴리스티렌으로 만들어졌다.

이번 연구는 저널 Angewandte Chemie International Edition에 "Microscale Polymer Bottles Corked with a Phase-Change Material for Temperature-Controlled Release"라는 제목으로 게재됐다( 2013. dx.doi.org/10.1002/anie.201305006)

출처 : http://phys.org/news/2013-09-tiny-bottles-corks-temperature-delivery.html