건국대, '약물 전달 로봇' 개발…"위산 이겨내고 암 세포만 타격"

영국 옥스퍼드대, UNIST 등 국제 공동 연구 수행

'다단계 약물 전달 마이크로로봇', 잔류량 4.6배 높여

[서울=뉴시스] 위장관 장벽을 극복하는 '대단계 약물 전달 마이크로로봇' 연구 모식도. (사진=건국대 제공) 2026.07.24. [email protected] *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 건국대학교는 생물공학과 김준영 교수 연구팀이 위장관의 복잡한 장벽을 극복해 약물의 치료 효과를 대폭 높이는 '다단계 약물 전달 마이크로로봇'을 개발했다고 24일 밝혔다.

경구 약물은 복용 후 위산과 소화효소, 점액층, 장운동, 유체 흐름 등 다양한 위장관 장벽을 통과해야 하기에 목표하는 조직까지 충분한 양의 약물을 전달하기 어렵다.

기존 전달 기술 중에서 나노입자는 장기 내부에서 특정 위치까지 이동하기 어렵고, 마이크로로봇은 외부 자기장을 이용해 목표 지점까지 이동할 수는 있지만 세포 수준의 정밀한 표적화에는 한계가 있었다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 자성 마이크로로봇과 혈소판막으로 코팅한 나노입자를 하나의 플랫폼으로 결합했다. 마이크로로봇 내부에는 항암제를 담은 혈소판막 코팅 나노입자를 탑재했으며, 외부 자기장을 이용해 목표 부위까지 이동하도록 설계했다.

또한 마이크로로봇 표면에는 산성도(pH) 반응형 보호막을 적용해 위와 같은 강한 산성 환경에서는 약물을 보호하고, 장에 도달하면 보호막이 분해되면서 나노입자가 방출되도록 했다. 이후 방출된 나노입자는 혈소판막 단백질을 이용해 대장암 세포에 선택적으로 결합하는 방식이다. 

연구팀은 대장을 모사한 미세유체칩에서 약물 전달 성능을 검증했다. 그 결과 두 개의 마이크로로봇을 이용해 나노입자를 전달했을 때 나노입자만 투여한 경우보다 암 조직 모사체 내 나노입자 잔류량이 약 4.6배 증가했으며, 대장암 세포에 대한 독성 효과도 최대 4.3배 향상됐다.

아울러 돼지의 위와 장 조직을 이용한 체외 실험에서는 여러 개의 마이크로로봇을 사슬 형태로 조립해 실제 위장관 환경과 유사한 조건에서 성능을 확인했다. 조립된 마이크로로봇은 실제 위장관 환경에서의 활용 가능성을 보여줬다.

김준영 건국대 생물공학과 교수는 "이번 연구는 서로 다른 크기의 생물학적 장벽을 극복하는 새로운 약물 전달 전략을 제시한 것"이라며 "향후 효과 및 안전성을 검증해 정밀 경구 약물 전달 기술로 발전시킬 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

한편 김 교수가 공동 제1저자로 이름을 올린 이번 연구는 건국대와 영국 옥스퍼드대, 임페리얼 칼리지 런던, 사우스햄튼대, 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 참여한 공동 연구로, 한국보건산업진흥원과 한국연구재단, 영국 왕립학회 등의 지원을 받아 수행됐다.

연구 결과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 지난 15일 게재됐다.


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