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질환 맞춤형 마이크로로봇 형상 최적화 기술 개발

질환 맞춤형 마이크로로봇 형상 최적화 기술 개발 : 작성자, 작성일, 조회수, 보도시작시간,보도시작일, 첨부파일 정보 제공
작성자 관리자
작성일 2021-03-16 조회수 6,388
첨부파일

무릎연골재생부터 암치료까지
질환 맞춤형 마이크로로봇 형상 최적화 기술 개발
 체내 질환에 맞게 설계된 최적형상 마이크로로봇 개발 첫 성공
 다양한 질환용 치료제 정밀전달 마이크로의료로봇 플랫폼 제시
   
□ 한국보건산업진흥원(원장 권순만, 이하 진흥원)은 한국마이크로의료로봇연구원(원장 박종오)과 전남대학교 로봇연구소 공동연구팀이 질환에 따라 로봇 형상이 최적화된 질환 맞춤형 의료용 마이크로로봇을 세계 최초로 개발하는데 성공했다고 밝혔다.
    ※ 의료용 마이크로로봇 : 나노미터(nm)부터 밀리미터 사이의 크기를 가지며, 신체 내의 질별 부위에만 정확하게 약물을 전달할 수 있는 의료용 미세로봇
      - 마이크로로봇 크기 > 200 μm (0.2 mm)


□ 최근 마이크로로봇이 환자의 부작용은 최소화하면서도 인체에 치료가 필요한 부위에 약물을 전달하는 기술로 각광을 받고 있다.

 ○ 그러나 관련 연구는 인체에 적합한 소재개발과 치료제 전달 기술 개발에 집중되어 있고, 치료제 전달 효율을 높이기 위한 마이크로로봇 형상 관련 기술 개발이 반드시 필요하나 아직까지는 미개척분야이다.

□ 본 연구팀은 질환별 특성(주변 환경)과 치료제 탑재 능력을 고려하여 치료제 전달 효율을 극대화한 질환별 맞춤형 의료용 마이크로로봇을 처음으로 제안하고, 기존 치료방법 대비 질환 치료 효과가 월등함을 검증하였다.
    ※ 질환별 특성(주변환경) : 접근 경로(혈관, 관절강), 체액(혈액, 활액) 점성
    ※ 치료제 : 세포(줄기세포, 면역세포), 약물(항암제)

 ○ 먼저, 대상질환(간종양, 무릎연골손상)에 따라 맞춤형 마이크로로봇 형상을 설계하고, 체내에서 분해 가능한 다공성 시트에 자성나노입자를 표면에 부착하여 제작 후 각 질환별 치료제를 탑재시켰다.
    ※ 마이크로로봇의 ‘다공성’ 구조는 다수의 치료제(세포, 약물)를 탑재할 수 있고, 생분해성 재료로 이루어져 체내에서 서서히 분해된다.
    ※ 마이크로로봇 표면의 자석입자는 미국 식품의약국(FDA)의 허가를 받은 자성나노입자로 생적합·생분해성 고분자로 이루어져 있으며, 치료제 탑재 효율을 높이고, 외부 자기장에 반응해 마이크로로봇을 질환부위로 정밀하게 전달한다.

 ○ 각 질환별 치료제를 탑재한 맞춤형 마이크로로봇은 질환 부위로 정밀하게 전달된 후 치료 효과를 극대화 할 수 있음을 확인하였다.

 
 ○ 결과적으로, 간종양색전(고형암) 치료에서는 빠른 속도의 혈류를 이겨내고 치료제 전달이 가능한 ‘타원체형 마이크로로봇’이 적합하며,

 ○ 무릎연골재생 치료의 경우는 손상된 연골 부위에 고농도의 세포 치료제를 직접 전달 할 수 있는 ‘원형 마이크로로봇’(타원체 대비 25% 증가)이 적합함을 확인하였다.

□ 국내 마이크로의료로봇 분야를 이끌어 온 박종오 한국마이크로의료로봇연구원장은 “본 연구결과는 질환별 치료제 전달을 위한 맞춤형 마이크로로봇 모델을 최초로 제시했다는 데 그 의미가 있으며, 향후 전반적인 마이크로의료로봇 분야에 활용 될 예정이다. 한국은 마이크로의료로봇 분야에 글로벌경쟁력을 가지고 있으며, 본 연구도 한국의 기술우위를 보여주는 좋은 예로 생각한다.”라고 밝혔다.

 ○ 본 연구는 보건복지부 및 한국보건산업진흥원에서 지원하는 ‘마이크로의료로봇 실용화기술개발사업’으로 수행되었으며, 미국화학회의 나노 응용분야의 저명 학술지인 ‘ACS Nano’에 2021년 1월 26일에 게재되었다.


※ 게재 논문 정보
 - 저널명 : ‘ACS 나노 (ACS Nano)’
   (IF: 14.6, MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY 분야 상위 5.3% 저널)
 - 논문명 : Multifunctional Biodegradable Microrobot with Programmable Morphology for Biomedical Applications
 - 저자정보 : 고광준, 최은표, 김창세, 박종오 외 8명

※ 문의 : 전남대학교 최은표 교수(☎062-530-5270, eunpyochoi@chonnam.ac.kr),       마이크로의료로봇연구원 고광준 연구원 (☎062-530-5282, gwangjun24@kimiro.re.kr)
※ 붙임1. 질환별 마이크로로봇 개발 개념도