초록 ▼

1. 분석자서문

나노의학은 메커니즘 전달 강화를 통해 약물 효율을 촉진시키는 데 기여하였다. 하지만 나노의학의 임상 적용은 실험실에서 이루어지는 연구 성과에 비해 천천히 이루어지고 있다. 통상적인 세포배양 모델과 전임상 동물 모델의 한계점을 고려해볼 때, 생체모방 암 칩(cancer-on-a-chip)의 발전은 병리생리학적 인간 종양 미세환경의 재현을 가능하게 할 것으로 기대한다. 본 논문은 나노의학에 대한 간략한 언급과 생체모방 장기 칩(organ-on-a-chip)의 발전 역사, 나노의학 효율 평가를 위한 다양

1. 분석자서문

나노의학은 메커니즘 전달 강화를 통해 약물 효율을 촉진시키는 데 기여하였다. 하지만 나노의학의 임상 적용은 실험실에서 이루어지는 연구 성과에 비해 천천히 이루어지고 있다. 통상적인 세포배양 모델과 전임상 동물 모델의 한계점을 고려해볼 때, 생체모방 암 칩(cancer-on-a-chip)의 발전은 병리생리학적 인간 종양 미세환경의 재현을 가능하게 할 것으로 기대한다. 본 논문은 나노의학에 대한 간략한 언급과 생체모방 장기 칩(organ-on-a-chip)의 발전 역사, 나노의학 효율 평가를 위한 다양한 종양 모델링의 도구로서 발전된 상황에 대해 논의하고 이 분야의 전망을 예측함으로써 마무리한다[1].



2.목차

1. 서론

2. 생체모방 장기 칩

3. 생체 외 암 생물학과 생리학의 모델링

4. 나노의학 평가를 위한 생체모방 암 칩 플랫폼

5. 결론 및 전망

미세유체와 조직공학, 생체모방 인간 암 모델의 기술적 발전은 생체 내(in vivo)와 유사한 모델의 설계와 가공을 가능하게 하였다. 하지만 이러한 장치의 임상적 중개(clinical translation)는 시기상조로 평가된다. 종양 조직에 대한 치료 효과 평가와 동시에 나노의학의 부작용을 밝히기 위해 ‘생체모방 환자 유래 암 칩’ 시스템의 구축이 절실하다. 이 시스템에 혈관망(vascular network)의 통합은 나노의학의 약물동태학과 약력학 평가에 정확성을 이끌어내는 데 기여할 것으로 전망한다. 더불어 면역 미세환경을 포함시킨다면 NPs와 면역 시스템의 상호작용에 대한 연구도 가능할 것이다.

생체모방 암 칩의 설계적 요소 외에도 암 오가노이드의 특성을 분석하는 데에도 노력이 필요하다. 3D 조직의 부피 정보를 얻기 위한 이미징 기술, 온전한 오가노이드의 대량 조직 이미징, 종양의 바이오마커와 미세구조의 분석, 그리고 나노의학과 암 오가노이드의 상호작용 연구가 부족한 실정이다. 결과적으로, 생체모방 암 칩 플랫폼은 인간에 상응하는 고도화된 마이크로 시스템으로 앞으로 꾸준한 발전을 통해 종양생물학과 생체 분석에 진보를 가져올 것으로 기대한다.



References

1. Y. S. Zhang, et al. Cancer-on-a-chip systems at the frontier of nanomedicine. Drug Discov Today, 17 (2017).

2. Y. Xia. Nanomaterials at work in biomedical research. Nat. Mater., 7 (2008), pp. 758-760.

3. O.C. Farokhzad, R. Langer. Impact of nanotechnology on drug delivery. ACS Nano, 3 (2009), pp. 16-20.

4. T. Sun, et al. Engineered nanoparticles for drug delivery in cancer therapy. Angew. Chem. Int. Ed., 53 (2014), pp. 12320-12364.

5. J. Park, et al. Microfluidic compartmentalized co-culture platform for CNS axon myelination research. Biomed. Microdevices, 11 (2009), pp. 1145-1153.

6. A. Grosberg, et al. Ensembles of engineered cardiac tissues for physiological and pharmacological study: heart on a chip. Lab Chip, 11 (2011), pp. 4165-4173.

7. D. Huh, et al. Reconstituting organ-level lung functions on a chip. Science, 328 (2010), pp. 1662-1668.

8. B.J. Kane, et al. Liver-specific functional studies in a microfluidic array of primary mammalian hepatocytes. Anal. Chem., 78 (2006), pp. 4291-4298.

9. Y. Imura, et al. A microfluidic system to evaluate intestinal absorption. Analyt. Sci., 25 (2009), pp. 1403-1407.

10. W. Zhang, et al. Elastomeric free-form blood vessels for interconnecting organs on chip systems. Lab Chip, 16 (2016), pp. 1579-1586.



※ 이 자료의 분석은 서울아산병원 의공학연구소의 정다정님께서 수고해주셨습니다.