국립부경대학교는 휴먼바이오융합전공 이세중 교수 연구팀이 염증성 장질환(IBD)을 보다 효과적으로 치료할 수 있는 차세대 경구 약물전달 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.
이세중 교수가 영남대 화학공학과 최창형 교수와 공동으로 수행한 이번 연구 성과는 생체 재료 분야 국제학술지 (IF 10.2) 2월호에 게재됐다.
연구팀은 혈액순환 개선제로 널리 사용되는 펜톡시필린(pentoxifylline)이 항염 및 면역 조절 효과를 지니고 있음에도, 기존 경구 투여 방식에서는 위에서 분해되거나 체내에서 빠르게 소실돼 대장염 치료에 충분히 활용되지 못한다는 한계에 주목했다.
이를 극복하기 위해 연구팀은 약물을 머리카락 굵기 수준의 미세캡슐에 담아, 위에서는 안정적으로 보호되고 대장에 도달했을 때만 선택적으로 방출되는 pH 반응형 전달 시스템을 개발했다.
이 캡슐은 강한 산성의 위 환경에서는 형태를 유지하고, 대장에 해당하는 중성 환경에 이르면 팽윤(swelling)되며 약물을 방출하도록 설계됐다. 이 기술을 통해 약물이 전신으로 확산되는 것을 최소화하면서 염증이 있는 대장 부위에 보다 오래 머물러 작용할 수 있게 됐고, 적은 용량으로도 치료 효율을 높일 수 있었다.
동물실험 결과, 이 시스템을 적용한 대장염 모델에서 체중 감소, 설사, 장 길이 단축 등의 증상이 유의하게 개선됐으며, 장 조직 손상과 염증 반응도 크게 감소한 것으로 확인됐다. 또 장내 미생물 환경 역시 정상 수준에 가깝게 회복되는 효과를 보였다.
이번 연구는 휴먼바이오융합학과 박지연 석사과정생이 제1저자로 참여해 실험과 분석을 주도했다. 박지연 학생은 “지도교수님의 세심한 지도와 연구실 구성원들의 협력 덕분에 연구를 성공적으로 수행할 수 있었다”며 “이번 기술이 향후 대장염 환자를 위한 실질적인 치료 전략으로 발전하길 기대한다”고 밝혔다.
이세중 교수는 “염증성 장 질환은 장기간 관리가 필요한 질환으로, 약물이 필요한 부위에 정확히 전달되는 기술이 무엇보다 중요하다. 이번 연구는 기존 약물의 한계를 극복하고 새로운 치료 가능성을 제시한 사례”라고 설명했다. 이어 “앞으로도 미세캡슐 및 마이크로니들 기반 약물전달 플랫폼을 고도화해 난치성 염증 질환 치료 연구를 지속해 나가겠다”고 밝혔다.
한편 이세중 교수 연구팀은 첨단 약물전달 기술을 토대로 차세대 바이오의약품 개발과 학제 간 융합 연구를 활발히 수행하며, 관련 분야의 전문 인재 양성에도 힘쓰고 있다.
