효율적인 약물 전달을 위한 새로운 폴리머 멤브레인 탄소나노튜브 마이크로캡슐

탄소나노튜브는 약물 전달 장치로서 생체의학 영역에서 막대한 가능성을 가지고 있

다. 탄소나노튜브를 기능화시키면 약물, DNA, 단백질, 항체, 효소 같은 다양한 치료 

분자들을 탑재시킬 수 있다. 그러나 치료분자들을 배출한 후에 블록이 남아 있고 탄

소나노튜브로부터 배출된 치료분자들의 표적으로의 이동이 여전히 큰 문제로 남아 

있다. 

맥길 대학(McGill University)의 사티아 프라카쉬(Satya Prakash) 교수와 연구진은 

이 프로세스를 더 편리하고 효율적으로 만들기 위해서 표적 전달 적용을 위한 새로

운 폴리머 멤브레인 마이크로캡슐 탄소나노튜브(plymeric membrane 

microcapsule carbon nanotube)를 개발하였다. 이번 연구에는 탄소나노튜브와 생

체 폴리머의 특별한 성질인 겔화(gelation)를 이용했다. 

탄소나노튜브는 코어(core) 속에 삽입되거나 폴리머 멤브레인 표면 위에 코팅되었

다. 특수화된 탄소나노튜브는 중합체 알지네이트 용액(polymeric alginate solution)

에 혼합되고 인캡슐레이터(encapsulator)를 지나갔다. 이 장치는 나노튜브 속에 알

지네이트 코어의 비드(bead)를 형성하기 위해서 고전압 정전기 비드 발생기와 칼슘 

염화물 용액을 사용한다. 

탄소나노튜브를 가진 알지네이트 코어는 표적 부위에 방출될 때까지 외부 환경으로

부터 탄소나노튜브를 보호하고 기능화하고 치료분자들을 탑재하기 위해서 암모니아

산 poly-L-lysine과 알지네이트 층으로 더 코팅되었다. 테스트 결과로 새로운 폴리

머 멤브레인 탄소나노튜브 마이크로캡슐을 형성하기 위해서 탄소나노튜브가 다른 

종류의 폴리머 멤브레인의 코어/표면 속에 성공적으로 결합된다는 사실을 알게 되었

다. 또한 연구진은 탄소나노튜브를 운반하는 알지네이트 코어 위에 폴리라이신

(polylysin)과 알지네이트가 형성되었다는 것을 증명했다. 이 장치는 표적 약물 전

달 이외에 약물 방출을 조절할 수 있는 기능성을 가진다. 발병 부위의 치료 효과를 

최대한 증가하기 위기 위해서 약물 방출률(drug release rate)은 폴리머 멤브레인의 

조성을 변경함으로서 조절될 수 있었다. 

연구진은 이 연구결과를 특허 출원하였고 더 연구하고 상업화시키기 위해서 협력자

를 찾고 있다. 

그림. 그림. (위) 폴리머 멤브레인 알지네이트-(폴리-L-라이신)-알지네이트

(alginate-poly-L-lysine-Alginate, APA) 탄소나노튜브 마이크로캡슐 장치의 모식

도, (아래 왼쪽) 비어 있는 폴리머 APA 멤브레인의 주사전자현미경 사진, (아래 오

른쪽) 표면 위에 탄소나노튜브와 결합된 폴리머 APA 멤브레인의 주사전자현미경 사

진.

http://nanotechweb.org/

출처 : KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-01-28