초록 ▼

ㅇ 연구개요
□ 약물전달을 위한 지지체로서의 나노섬유의 활용
• 효과적인 약물을 전달하기 위해서는 약물을 보호하고 또는 부착하여 전달할 수 있는 지지체가 필요하며 나노섬유는 이러한 지지체 역할에 활용할 수 있으며, 일반적으로 나노섬유 외부에 다양한 작용기를 도입하여 약물을 보호 및 전달할 수 있는 기능성을 도입함.
• 특히 환부에 직접적인 도입을 위한 패치 또는 보호 패치로서의 활용될 수 있으며, 이는 약물전달 중에 발생하는 약물 누출로 인한 부작용과 같은 문제점을 줄일 수 있음.
□ 외부자극에 감응하는 나노섬

ㅇ 연구개요
□ 약물전달을 위한 지지체로서의 나노섬유의 활용
• 효과적인 약물을 전달하기 위해서는 약물을 보호하고 또는 부착하여 전달할 수 있는 지지체가 필요하며 나노섬유는 이러한 지지체 역할에 활용할 수 있으며, 일반적으로 나노섬유 외부에 다양한 작용기를 도입하여 약물을 보호 및 전달할 수 있는 기능성을 도입함.
• 특히 환부에 직접적인 도입을 위한 패치 또는 보호 패치로서의 활용될 수 있으며, 이는 약물전달 중에 발생하는 약물 누출로 인한 부작용과 같은 문제점을 줄일 수 있음.
□ 외부자극에 감응하는 나노섬유 기반 약물전달 플랫폼
• 외부자극에 감응하는 나노섬유는 감지와 에너지 저장 같은 응용 분야에서 많이 활용되고 있으며, 3차원적인 나노섬유의 공간을 잘 활용하면, 감도와 상호작용을 향상하게 시키는 것으로 보고됨.
• 암의 치료 효과를 높이기 위해 다양한 약물을 도입하고 순차적으로 방출시키는 것은 매우 효과적이지만 나노섬유에서 이를 활용한 방법은 많이 보고되어있지 않았으며 이를 위해서는 나노섬유 내부에 각각의 약물이 서로 다른 깊이나 위치에 존재하여야 함.

ㅇ 연구 목표대비 연구결과
□ 1차년도: 열 감응성 나노섬유 약물전달 플랫폼 제작.
• 금나노막대입자와 PNIPAM을 활용하여 빛에 반응하여 수축하는 시스템을 제작하였으며 나노섬유 내에 존재하는 금나노막대는 빛에 반응하여 열에너지를 생성하며 PNIPAM의 수축을 이끌어 약물의 방출량을 증가시킴.
• 나노섬유에 담지된 형광 약물을 통해 약물 방출특성을 확인하었고 세포실험을 통해 근적외선 조사시 암세포의 성장률을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였으며, 최종적으로 당해 목표였던 근적외선에 반응하여 약물의 방출을 조절하는 시스템의 제작을 달성하였음.
• On-Demand Drug Delivery Systems Using Nanofibers Nanomaterials 2021(Dec. 16), 11(12), 3411.
• Stimuli-Responsive Nanofibers Containing Gold Nanorods for On-Demand Drug Delivery Platforms” Pharmaceutics 2021(Aug. 23), 13(8), 1319.
□ 2차년도: 유리전이온도 및 코어-쉘 나노섬유를 활용한 약물 방출 플랫폼 개발.
• 근적외선 조사에 반응하여 응답하는 2가지 나노섬유 약물전달 플랫폼을 제조하였으며, 하나는 고분자의 유리전이온도를 활용(추가 수행)하였으며. 다른 하나는 코어-쉘의 구조적인 특성을 활용하였음.
• 약물 방출 특성 및 암세포와 박테리아의 성장률을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였으며, 최종적으로 당해 목표였던 근적외선에 반응하여 약물의 방출을 조절하는 2가지 플랫폼 제작을 달성하였음.
• On-Demand Drug-Delivery Platform Using Electrospun Nanofibers by Externally Triggered Glass Transition Switch ACS Materials Letters 2022 (Nov. 07), 4(11), 2252-2260.
• Smart Delivery Platform using Core-Shell Nanofibers for Sequential Drug Release in Wound Healing ACS Applied Bio Materials 2023 (May 31), 6(6), 2314-2324.
□ 3차년도: 다중코팅 나노섬유 기반 다중 약물 전달 플랫폼 개발
• 다중적층을 활용하여 근적외선 조사에 응답하는 다중 약물을 담지한 나노섬유 플랫폼을 제조하였으며, 약물장출 특성 및 암세포와 박테리아의 성장률을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였음.
• 추가로 다중적층을 활용하여 다중약물을 담지한 필름을 제조하였으며, 이 또한 방출 특성 및 세포실험을 통해 다중약물 방출 플랫폼의 우수성을 검증하였고, 최종적으로 당해 목표였던 근적외선에 반응하여 약물의 방출을 조절하는 두가지 시스템 제작을 달성하였음.
• Light-responsive layer-by-layer assembled nanofibers for sequential drug release Journal of Drug Delivery Science and Technology 2023 (Oct. 01), 88, 104910.
• Light-Responsive Layer-by-Layer Film Containing Gold Nanorods for Sequential Drug Release ACS Omega 2023 (Dec. 05), 8(50), 48405

ㅇ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
• 나노섬유는 약물전달 플랫폼으로써 뿐만 아니라 상처 보호와 같은 임무를 수행할 수 있으므로 주문형 약물방출을 통해 추가적인 약물 방출을 제공하고 조절할 수 있는 효율적인 특성이 있음.
• 이때 사용되는 근적외선은 다른 자극보다 국지적이며 인체 유해성이 매우 낮으면서 피부 침투력이 상당히 높기에, 간단한 방법으로 효과적으로 약물 방출 유도와 암치료를 할 수 있으며, 서로 다른 특성을 갖는 다중 약물을 함께 담지하고 방출 속도를 조절함으로써 약물의 농도를 치료범위 내에서 최적화하여 치료 효과를 상승시킬 수 있기에 실질적인 활용에 적용할 수 있음.
• 본연구를 통해 개발되는 단계적 약물 방출이 가능한 광 반응성 스마트 나노섬유 플랫폼은 현재 존재하지 않는 약물전달시스템 분야의 선도기술로서 다른 국가보다 앞서 국가기술력을 확보할 수 있음.
• 나노섬유에 약물을 함유하고 방출시키는 단순한 시스템으로부터 다양한 약물의 단계적인 방출로의 확장은 다 약제 요법의 새로운 길을 제시할 것임.
• 연구개발을 통해 개발된 단계적 약물 방출이 가능한 광 반응성 스마트 나노섬유 플랫폼은 환자 맞춤형으로 약물의 농도조절을 통해 치료 효과를 높일 수 있음
• 성공적인 연구수행은, 연구주제의 독창성을 가지고 있어 세계적인 저명학술지에 논문이 게재 가능할 것이며, 여러 학문의 융합연구를 통해 훌륭한 학문 후속 세대들을 양성할 것으로 생각됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 새로운 약물전달 플랫폼 개발의 필요성 ... 4
• 나. 약물전달시스템을 위한 나노섬유의 활용 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 가. 1차년도: 열 감응성 나노섬유 약물전달 플랫폼 제작 ... 5
• 나. 2차년도: 유리전이온도 및 코어-쉘 나노섬유를 활용한 약물 방출 제어 시스템 개발 ... 7
• 다. 3차년도: 다중코팅 나노섬유 기반 다중 약물 전달 플랫폼 개발 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 1) 연구개발과제의 활용방안 ... 13
• 2) 연구개발과제의 기대효과 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 28