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50 공업화학 전망, 제16권 제4호, 2013
출처 : 2013.06.17 AIST(http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2013/pr20130617/pr20130617.html) 작성 : 허 훈(한국생산기술연구원)
NIMS, 항암 활성을 갖는 ‘나노 파이버 메시’ 제작
- 온열요법과 화학요법을 동시에 실현, 상피성 암 세포의 자연사 유도에 성공 -
일본 물질·재료연구기구(NIMS) 국제나노아키텍토닉스연구거점(MANA) 생체기능 재료유닛의 에바 미 츠히로(荏原充宏) 연구원 등은 암의 온열요법(hyperthermia)과 화학요법(항암제 치료)을 동시에 실현하는 나노 파이버 메시(nano fiber mesh) 조직을 새롭게 개발했다. 이 나노 파이버 메시 조직을 이용, 상피성의 암세포를 효율적으로 자연사(apoptosis)시키는 데 성공했다.
상피성 악성 종양의 하나인 편평상피암은 많은 조직에서 인지되는 암으로, 예를 들면 식도암의 90% 이 상, 자궁경부암의 80% 이상, 폐암의 30% 이상을 편평상피암이 차지하고 있다고 한다. 치료 방법에는 암 의 진행도에 따라 수술, 방사선요법, 화학요법 세 가지가 있는데, 이들 외에 최근 인기를 모으고 있는 것이 온열요법이다. 온열요법은 암세포가 정상 세포보다 열에 약한 점을 이용하여 암세포를 사멸시키는 것이다.
또 온열요법은 화학요법 등과 병용함으로써 항암제의 효과가 향상한다고 알려져 있다. 그러나 실제로 온열 요법과 항암제 투여를 병용하려면 독립된 두 가지 치료법을 따로 실시해야 하는데 지금까지 같은 장소에서 같은 타이밍에 세밀하게 제어하는 것이 어려웠다.
이번 연구에서는 이 문제를 극복하여 상피성 악성 종양에 대해서 온열요법과 화학요법을 동시에 수행하 는 방법을 개발하는 데 성공했다. 개발된 것은 환부에 직접 붙이는 메시 형태의 재료로, 온도 응답성 고분 자, 자성 나노 입자 및 항암제를 조합한 하이브리드 재료이다. 자성 나노 입자를 이용한 자기 온열요법 등 이 개발되어 있긴 하지만 자성 나노 입자 그대로 체내에 투여하기 때문에 환부에서의 조작이 어려웠고 자 성 나노 입자 자체의 안전성이 우려되었다. 본 나노 파이버 메시는 다루기 쉬워 내시경 수술 등에서 사용할 수 있다. 또 파이버 내의 자성 입자가 안정적으로 존재하므로 체내 확산이 억제되어 자성 입자를 직접 투여 하는 방법에 비해 안전성이 높다.
이 나노 파이버 메시는 자기 발열체인 자성 나노 입자를 포함하고 있기 때문에 교류 자장을 이용하여 파 이버를 가열할 수 있다. 그리고 발생한 열에 응답하여 온도 응답성 고분자가 수축함으로써 내부의 항암제 를 외부로 방출시킨다. 인간 멜라노머(melanoma) 세포주를 이용하여 이 파이버의 항암 활성을 조사한 바, 교류 자장에 의해 암세포 자연사의 on-off 제어가 가능한 것으로 규명되었다. 본 개발은 체외로부터의 자 극에 의해서만 환부에서의 가열과 약물 방출을 동시에 on-off를 제어할 수 있기 때문에 병을 치료할 때 시공간 제어(임의의 시점·장소에서 약의 투여 등)가 요구되는 21세기의 차세대 의료 재료의 개발에 있어 큰 진전이라 할 수 있다.
본 연구 성과는 과학 잡지 Advanced Functional Materials 온라인판에 2013년 6월 14일 공개되었다(※
발표논문 참조).
※ 발표논문: Young-Jin Kim, Mitsuhiro Ebara, and Takao Aoyagi, “A Smart Hyperthermia Nanofiber with Switchable Drug Release for Inducing Cancer Apoptosis”, Advanced Functional Materials, June 14, 2013 DOI: 10.1002/adfm.201300746
KIC News, Volume 16, No. 4, 2013
KIC News, Volume 16, No. 4, 2013 51
Figure. 자기 발열/항암제 배출 기능을 갖는 나노 파이버 메시 조직을 이용한 암 치료.
출처 : 2013.06.14 NIMS(http://www.nims.go.jp/news/press/2013/06/p201306140.html) 작성 : 허 훈(한국생산기술연구원)
