사진 설명=제1저자 최효준 학사과정생(신소재공학부), 제1저자 배건휴 석박사통합과정생 (신소재공학부), 공동저자 정석 교수(기계공학부), 공동저자 송재준 교수(의과대학), 교신저자 강희민 교수(신소재공학부) / 이상 왼쪽부터

고려대학교 공과대학(학장 김용찬) 신소재공학부 강희민 교수(교신저자) 연구팀이 생체 내 소재 표면에서 리간드의 슬라이딩 움직임을 제어해 실시간으로 면역 및 재생 반응을 제어할 수 있는 나노바이오 신소재를 개발했다.

이번 연구는 제1저자인 최효준 학사과정생(신소재공학부)과 배건휴 석박사통합과정생(신소재공학부)이 주도하고, 공동저자인 기계공학부 정석 교수와 의과대학 구로병원 송재준 교수의 협력으로 진행됐다.

사람의 몸속에 생체 소재가 들어가면 외부 물질로 인식한 인체는 면역반응을 일으키기 때문에 면역반응을 억제하고 조절하기 위해서는 생체 소재의 표면을 설계하는 것이 필수적이다.

이에 연구팀은 나노스케일의 자성입자 표면에 음전하를 띠는 RGD 리간드를 결합해 양전하를 띠는 기판 위에 정전기적 인력으로 결합시킨 후 외부 자기장을 이용한 자성 나노입자의 슬라이딩 제어를 통해 리간드 밀도가 늘어나면, 생체 내에서 대식세포의 부착과 조직재생반응을 일으키는 M2 분극화를 촉진하고 염증반응을 일으키는 M1 분극화를 억제할 수 있음을 입증했다.

더욱이 소재 개발에 사용된 RGD 리간드는 다양한 생체모사 단백질로 대체할 수 있어서 여러 숙주 세포와 소재의 상호작용을 조절하는데 응용될 수 있을뿐더러 소재의 나노 리간드 움직임을 생체 내에서 외부 자기장으로 원격제어하기 때문에 다양한 생체 내 반응을 무해한 방법으로 실시간 제어하는 새로운 치료 패러다임을 제시했다.

강희민 교수는 “향후 면역 반응이나 조직 재생 등 역학적인 숙주 반응을 원격으로 조종하고 이해할 수 있는데 큰 진전을 이루고, 다양한 나노바이오신소재를 디자인하여 환자 맞춤형 의학의 진전에 기여할 수 있을 것”이라며 기대를 표했다.

한편, 과학기술정보통신부 소관 한국연구재단 기본연구의 지원으로 수행된 이번 연구는 성과를 인정받아 국제학술지 ‘Advanced Functional Materials(Impact Factor: 16.836)’ 7월 9일자에 실렸다. / 공과대학신문