국립부경대, 염증성 장질환 표적 경구 약물전달 기술 개발

pH 반응형 미세캡슐로 대장서만 약물 방출… 국제학술지 게재

국립부경대학교(총장 배상훈)는 휴먼바이오융합전공 이세중 교수 연구팀이 염증성 장질환(IBD)을 보다 효과적으로 치료할 수 있는 차세대 경구 약물전달 기술을 개발했다고 25일 전했다.

이세중 교수는 영남대학교 화학공학과 최창형 교수와 공동으로 연구를 수행했으며, 이번 성과는 생체재료 분야 국제학술지 Materials Today Bio(IF 10.2) 2월호에 게재됐다.

박지연 석사과정생, 이세중 교수 연구팀. 국립부경대 제공

연구팀은 혈액순환 개선제로 널리 사용되는 펜톡시필린(pentoxifylline)이 항염 및 면역조절 효과를 지니고 있음에도, 기존 경구 투여 방식에서는 위에서 분해되거나 체내에서 빠르게 소실돼 대장염 치료에 충분히 활용되지 못한다는 점에 주목했다.

이를 개선하기 위해 약물을 머리카락 굵기 수준의 미세캡슐에 담아 위에서는 안정적으로 보호하고, 대장에 도달했을 때만 선택적으로 방출되는 pH 반응형 전달 시스템을 설계했다. 이 캡슐은 강한 산성 환경의 위에서는 형태를 유지하고, 대장에 해당하는 중성 환경에서 팽윤(swelling)되며 약물을 방출하도록 고안됐다.

이를 통해 약물이 전신으로 확산되는 것을 최소화하고, 염증이 있는 대장 부위에 보다 오래 머물러 작용하도록 해 적은 용량으로도 치료 효율을 높일 수 있었다는 게 연구팀 설명이다.

동물실험 결과 해당 시스템을 적용한 대장염 모델에서 체중 감소, 설사, 장 길이 단축 등 주요 증상이 유의하게 개선됐다. 장 조직 손상과 염증 반응 역시 크게 줄었으며, 장내 미생물 환경도 정상 수준에 가깝게 회복되는 효과를 보였다.

이번 연구에는 휴먼바이오융합학과 박지연 석사과정생이 제1저자로 참여해 실험과 분석을 주도했다. 박지연 학생은 "이번 기술이 향후 대장염 환자를 위한 실질적인 치료 전략으로 발전하길 기대한다"고 말했다.

이세중 교수는 "염증성 장질환은 장기간 관리가 필요한 질환으로 약물이 필요한 부위에 정확히 전달되는 기술이 무엇보다 중요하다"며 "기존 약물의 한계를 극복하고 새로운 치료 가능성을 제시한 사례"라고 설명했다. 이어 "미세캡슐과 마이크로니들 기반 약물전달 플랫폼을 고도화해 난치성 염증 질환 치료 연구를 지속하겠다"고 말했다.

연구팀은 첨단 약물전달 기술을 토대로 차세대 바이오의약품 개발과 학제 간 융합 연구를 확대하고, 관련 분야 전문 인재 양성에도 힘쓰고 있다.

영남취재본부 조충현 기자 jchyoung@asiae.co.kr