이화여대 연구팀, ‘머리카락 1000분의 1’ 나노코팅기술 개발

락토페린-폴리페놀 융합한 복합재료로 초박막 코팅 구현
pH 높거나 낮은 환경에서도 안정성·생체친화성 높아
혈관 확장 시술·암 진단 의료기기 적용돼 제품화 기대

[헤럴드경제=안효정 기자] 이화여대 교수 연구팀이 머리카락 굵기의 1000분의 1에 해당하는 얇은 코팅층을 만드는 데 성공했다.

22일 이화여대에 따르면 박지훈 이화여대 과학교육과 교수와 김병식 식품생명공학 교수, 홍선기 대구경북과학기술원(DGIST) 화학물리학과 교수 소속된 공동 연구팀은 100나노미터(㎚) 수준의 얇은 코팅층을 만들어 의료기기, 암 진단 등에 새로운 기능성을 부여하는 기술을 개발했다. 100나노미터는 머리카락의 1000분의 1 정도 되는 매우 얇은 두께다.

나노미터(㎚)는 10억분의 1m로 머리카락 두께 약 10만분의 1에 해당한다. 물질이나 재료를 아주 미세한 크기로 제작하고 제어하는 나노 기술은 전자·전기, 반도체, 광학 분야 등 다양한 산업에서 핵심이 된다.

이화여대-DGIST 공동 연구팀은 생물 소재인 ‘락토페린(lactoferrin)’과 폴리페놀을 융합한 복합재료를 만들어 코팅 대상의 종류에 무관하게 아주 얇은 나노코팅층을 형성할 수 있는 기술을 개발했다. 락토페린은 우유, 특히 초유에 높은 농도로 존재하는 단백질이다. 세균과 바이러스에 대항하는 인체 면역 증강 효과, 항암 효과 등 다양한 질병에 대한 치료 효과가 임상적으로 증명됐다.

락토페린-폴리페놀 복합재료 나노코팅 기술은 아주 옅은 농도의 락토페린 수용액을 이용하더라도 기존 나노코팅기술 보다 3배 이상 두꺼운 나노코팅층을 형성할 수 있어 코팅 효율이 높다. 연구팀은 락토페린의 농도와 코팅액 산도(pH)를 조절하는 방식으로 코팅층의 두께 조절이 가능함을 밝혀냈다. 이렇게 만들어진 락토페린-폴리페놀 복합재료 나노코팅층은 pH가 매우 높거나 낮은 혹독한 환경이나 높은 농도의 소 화효소에 장시간 노출되어도 코팅층이 분해되지 않는 코팅 안정성을 보였다. 또한 생체 친화성까지 높아 다양한 의약학적 응용이 기대된다고 연구진은 설명했다.

이화여대-DGIST 공동 연구팀. (왼쪽부터 순서대로) 박지훈 이화여대 과학교육과 교수, 김병식 식품생명공학 교수, 김슬비 학생, 홍신영 학생. [이화여대 제공]

박 교수는 “이번에 개발된 나노코팅기술은 안정성과 생체 친화성이 높아 혈관을 확장하거나 혈관 확장 시술을 수행하는 의료기기에 적용할 수 있다”며 “표면에 나노코팅기술이 적용된 나노입자를 활용하면 암 진단 연구까지 적용 가능할 것으로 보인다”라고 했다.

연구팀이 발명한 이 기술은 특허 출원이 완료되어 심사가 진행 중이다.

이번 연구논문은 박 교수 연구실의 김슬비 학생과 홍신영 학생(식품생명공학과 석사과정)이 공동 제1저자로 참여했고, 코팅 분야 국제학술지인 ‘유기코팅의 진보(Progress in Organic Coatings)’지에 게재됐다.

an@heraldcorp.com