항암제, 전기로 밀어 넣는다…부작용 없는 약물 전달 기술 등장

국내 연구진, 무선 이식기로 약물 저장·방출·침투까지 통합 제어

항암제가 암세포를 공격하는 그림./JW중외제약

강승균 서울대 공과대학 재료공학부 교수 연구진은 이효진 한국과학기술연구원(KIST) 책임연구원, 김정현 광운대 교수, 김성찬 경상국립대 교수 연구진과의 공동 연구를 통해 항암제를 암 조직 중심부에 정확히 도달시켜 부작용 없이도 고형암을 효과적으로 치료하는 항암치료 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

조직이 치밀한 고형암의 경우, 항암제를 투여해도 약물이 암 조직 깊숙이 침투하지 못해 약효가 저하되곤 했다. 이때 약효를 높이기 위해 고용량의 항암제를 반복 투여하더라도 항암제의 독성이 오히려 주변의 정상 부위에 퍼져 심각한 부작용이 나타나거나, 약물에 대한 내성을 올려 약효가 빠르게 떨어지는 문제도 있었다.

연구진은 무선 소자를 체내에 삽입한 뒤, 소자가 방출한 약물이 전기장을 통해 암 조직 방향으로 선택적으로 이동해 암 조직 내부로 효과적으로 침투할 수 있는 정밀 약물 전달 플랫폼을 개발했다. 전기장을 이용해 이온이나 이온화된 물질을 이동시키는 ‘전기 이온 영동’ 방식을 활용한다.

이 시스템은 전압 조절만으로 약물을 방출할 수 있고, 생성된 전기장을 통해 약물을 암 조직의 깊숙한 중심부까지 침투시킬 수 있다. 또 근거리 무선 통신(NFC)을 통해 외부 전원 연결 없이도 무선 구동되고, 단일 기기로 저장·방출·침투·정량 제어까지 통합 수행이 가능하도록 설계됐다.

개발한 시스템을 동물 실험에 적용한 결과, 기존 약물 주사 방식과 대비해 약물 전달 효율이 4배 이상 높았고, 종양 크기를 50% 이하로 줄였다. 5주간의 체내 이식 실험에서도 간·신장 등 주요 장기와 정상 조직의 손상이 전혀 관찰되지 않았다.

강승균 교수는 “약물의 저장, 방출, 침투를 하나의 이식형 무선 시스템에 통합한 이번 기술은 향후 정밀하고 효과적인 암 치료를 가능케 할 전망”이라며 “다양한 질환에 적용할 수 있는 플랫폼으로 발전시켜 나갈 계획”이라고 밝혔다.

이효진 책임연구원은 “이번 기술은 치료 효율을 높이면서도 부작용을 최소화할 수 있는 실질적인 약물 전달 솔루션”이라고 설명하며 “상용화와 임상 적용을 위한 후속 연구도 적극적으로 추진 중”이라고 전했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 10일 게재됐다.

참고 자료

Science Advances(2025), DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.ads9269

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