미국과 중국 과학자들이 나노로봇으로 암세포의 혈류를 차단해 종양을 축소시키는데 처음으로 성공했다.

미국 애리조나 주립대(ASU)와 중국 과학아카데미 국립 나노과학기술센터(NCNST) 연구팀은 프로그래밍한 나노로봇을 유방암과 흑색종, 자궁암 및 폐암을 일으킨 쥐 모델에 적용해 성공적인 효과를 거뒀다고 과학저널 ‘네이처 바이오테크놀러지’(Nature Biotechnology) 12일자에 발표했다.

애리조나 주립대 바이오디자인연구소 분자디자인 및 생체모방센터 소장인 하오 얀(Hao Yan) 교수는 “매우 정밀한 약물 디자인으로 표적 암 치료를 수행할 수 있는 최초의 완전 자율 DNA 로봇시스템을 개발했다”고 밝히고, “더욱이 이 기술은 모든 고형 암에 공급되는 혈관이 기본적으로 같기 때문에 많은 유형의 암에 적용할 수 있는 전략”이라고 덧붙였다. 관련 동영상

나노입자 기능성 소재를 활용한 건강식품
[연합뉴스=자료사진]

사업 추진은 수요 맞춤형 나노융합 부품·모듈을 개발하고, 이를 완제품 분야에 적용해 산업전반으로 확산시키는 방식으로 진행된다.

디스플레이의 경우 오래 쓸 수 있는 청색 유기발광다이오드(OLED) 소자와 새로운 청색 OLED 광원에 최적화된 퀀텀닷 소재를 개발한다. 청색 OLED는 수명이 짧아 OLED 디스플레이 최대 약점으로 꼽혀 왔다.

디스플레이용 퀀텀닷(QD)-OLED 나노소자 개발은 TV 해상도를 높이고 화질을 보다 선명하게 하려는 것이다.

미래차 분야에선 꿈의 신소재로 불리는 그래핀, 탄소나노튜브 등 나노[187790] 탄소소재를 활용한다.

전기차의 경우 겨울철에 히터로 열을 내는 데 효율이 낮은 문제점을 개선하고, 자율주행차의 경우 광대역(5G) 주파수로 인한 전자파를 차단해 차내 전자부품의 기능 저하를 막기 위한 것이다.

유방보존술을 더욱 정교하게 하기 위해 서울아산병원 의료진이 3D 프린팅 수술 가이드를 직접 개발해 유방암 수술에 활용하고 있다.

서울아산병원 유방외과 고범석 ‧ 융합의학과 김남국 교수팀은 3D 프린터로 만든 수술 가이드를 적용해 초기 유방암인 유방 상피내암 환자 11명에게 유방보존술을 실시한 결과, 종양에서 절제연까지 평균 거리가 약 1cm로 정상 유방 조직을 최대한 보존하였으며 암이 남아있지 않고 모두 정확하게 절제됐다고 최근 밝혔다.

연구팀이 기존에 진행성 유방암을 대상으로 했던 연구에 더해 초기 유방암 수술에 대한 효과까지도 입증한 것이다.

 

이번에 허가 승인 받은 ‘특수재질두개골성형재료’는 두개골 및 상악/하악의 재건을 위해 사용되며, 우수한 생체적합소재로 널리 알려진 PCL(poly ε-caprolactone)과 기 허가 제품인 특수재질 추간체유합보형재(제허14-592호) 및 인공광대뼈(제허 18-236호)에 사용된 고강도 생체활성 세라믹 소재 BGS-7을 혼합한 복합소재를 원재료로 사용한다. 3D프린팅 기술을 적용하여 환자 맞춤형으로 제작 가능해 수술 이전으로 복구 능력이 뛰어난 것이 특징이다.

 

특히 본 품목에 사용된 BGS-7 소재는 환자 맞춤형 골대체재 ‘이지메이드(Easy-made)’에 사용되어, 골결손으로 인한 안면 광대뼈 재건 환자에서 이식 6개월 후 100% 유합율을 보이고 주변 골융해가 관찰되지 않으며, 환자 만족도 평가 10점 만점에 9점을 기록하는 등 기능성, 심미성, 안전성 측면에서 우수성이 입증됐다. 금속소재에서 제기되어 온 CT, MRI 등 영상 판독 정확도 저하를 크게 개선시키는 등 다른 두개골 성형 재료와도 차별화되는 것으로 평가되어 왔다. 뿐만 아니라 척추추체간유합술시 추체간격을 유지하기 위한 케이지 품목으로 허가되어 사용되고 있으며, 4년이상 장기추시에서 효과 및 안전성을 입증된 바 있다. 

`이니2`의 가격은 2900만원 선이다. 유 대표에 따르면 치과나 기공소에서 인공치아를 만들 때 사용하는 `캐드캠(컴퓨터로 설계·제조)` 장비는 6000만원 선이다. 기존 장비와 비교해 생산성 차이도 크다. 유 대표는 "2시간 동안 캐드캠으로는 인공치아 6개 정도 생산이 가능하지만 이니2를 가동하면 작은 치아는 23개, 큰 치아는 15개가량 만들 수 있다"며 "장비 가격은 절반인데도 생산성은 최대 4배나 높은 셈"이라고 강조했다. 유 대표는 "원형 세라믹 판을 절삭·가공하는 과정에서 분진이 많이 나오는 캐드캠과 달리 이니2는 3D 프린팅이어서 먼지 걱정도 없다"

3D프린팅 기술 활용해 독립운동가-위인 등 피규어로 재연
티토이스튜디오는 3D프린터 및 3D스캔 기술을 활용해 옛 위인들과 독립운동가 등 우리나라 역사 속 핵심 인물들을 입체 조형물로 개발하고 있다고 밝혔다.

2D로 남은 고증자료나 초상화, 사진 등만 남아 있어 처음부터 끝까지 쉽지 않은 작업이지만 그동안 피규어제작, 하이퍼리얼 마네킹 등을 제작해 온 기술력을 활용해 재현도가 높은 조형물을 제작하고 있다.

실제로 2019년 티토이스튜디오가 선보인 의열단장 김원봉 대장의 3D피규어는 독립운동가로서의 단단한 의지가 한 눈에 느껴질 정도로 완성도가 높았다. 자료가 많지 않은 데도 불구하고 실제 김원봉 대장을 보는 듯 사실감을 더해주는 섬세한 표현이 적용되었다.

지난 해에는 조선을 건국한 태조 이성계의 초상화를 기반으로 하여 3D 피규어를 제작하는 등 현대인의 흥미를 유발하면서도 애국 의식을 고취할 수 있는 여러 위인 피규어 제작에 앞장서고 있다.

섬세한 3D피규어 제작이 가능한 것은 티토이스튜디오가 그 동안 축적해 온 조형적 기술과 3D프린팅 기술이 융합된 덕분이다. 3D프린팅 기술은 소형 피규어 제작뿐만 아니라 밀랍인형, 극사실 마네킹 제작 등에도 활용되고 있으며 전시관, 박물관, 의류매장 등 다양한 분야에서 필요로 하고 있다.

티토이스튜디오는 전통적인 석고캐스팅 방식부터 라이프캐스팅, 실리콘캐스팅 등 새로운 기술까지 접목하여 사실감 넘치는 피규어, 마네킹 등을 제작하며 특수분장까지 더해 더욱 생동감 넘치는 결과물을 발표해 왔다.

티토이스튜디오 관계자는 “사람들이 머릿속에 떠올리는 이미지가 선명하면 선명할수록 해당 위인의 업적이나 일생에도 더 많은 관심을 보일 것이라 생각해 이 같은 작업을 지속하고 있다”며 “앞으로도 우리 국민들이 역사 속 위인들의 모습을 생생하게 기억할 수 있도록 독립운동가 및 위인들의 3D피규어를 개발할 것이다”라고 밝혔다.

출처 : 데일리시큐(https://www.dailysecu.com)

다급한 상황에서 외과 수술을 하지 않고도 심장 발작에 신속히 대응할 수 있는 나노기술 기반의 새로운 약물 전달 시스템이 개발돼 주목을 끌고 있다.

심장은 3개의 관상동맥에 의해 산소와 영양분을 공급받는데, 어느 하나라도 막혀버리면 아무런 경고 없이 그대로 죽을 수 있는 심장마비나 심근경색이 올 수 있다. 혈관이 막히면 혈액 공급을 받지 못한 심장이 멈춤으로써 뇌 등 주요 장기의 기능도 멈추게 된다.

이때에는 막힌 혈관을 뚫어주거나 넓히는 시술을 해야 한다. 보통은 ‘카테터’라는 길고 가는 관을 혈관 안에 넣어 좁아진 부위를 넓히거나, 혈관을 넓혀주는 스텐트를 관상동맥에 설치한다.

심각한 심장마비 환자에게는 협착된 관상동맥을 확장하기 위해 피부를 통해 카테터를 삽입하고 스텐트를 유치하는 시술을 하기도 한다.
최근 미국 노스캐롤라이나주립대학과 노스캐롤라이나채플힐대학(UNC)의 연구진은 외과적 개입 없이 심장 발작에 신속히 대응할 수 있는 다공성 나노겔을 개발했다.

온라인 과학 전문 매체 ‘phys.org’에 의하면, 직경 250나노미터의 이 다공성 나노겔의 구체 내부에는 tPA와 Y-27632라는 두 가지 약물이 적층된다.

혈전의 모든 물질에는 섬유소가 포함되어 있는데, 다공성 나노겔에는 섬유소에 특이적으로 결합하는 단백질이 코팅되어 있어 나노겔이 혈전에 도달하면 달라붙게 된다.

그 후에는  Y-27632를 둘러싸고 있는 tPA가 혈전 부위에서 누출되어 섬유소를 분해하고 혈전을 용해시키는 역할을 하게 된다.

혈전 자체를 목표를 삼는 tPA가 모두 방출되면 다음에는 Y-27632가 나노겔을 빠져 나가 재관류 손상을 줄이는 역할을 담당한다.

심장마비의 경우 모든 환자가 카테터 등의 수술 진료에 신속히 접근할 수 있는 것은 아니다. 또한 혈전을 제거한 후에도 더 많은 피해가 발생할 수 있다.

막힌 조직에 신선한 혈액을 공급할 경우 재관류 손상이라고 하는 자체의 손상을 일으킬 수 있기 때문이다.

재관류 손상은 흉터를 유발하고 심장 조직을 딱딱하게 해서 정상적인 심장 기능을 할 수 없게 한다.

Y-27632는 흉터를 유발하는 세포의 강성을 제한함으로써, 이 영역의 세포가 더 많은 소성을 유지해 정상적인 심장 기능을 유지할 수 있도록 해준다.

한국과학기술연구원 테라그노시스연구단 김광명 박사팀은 자가 조립 나노물질을 이용해 정상조직에는 영향을 미치지않고 암세포만 선택적으로 제거 할 수 있는 신기술을 개발했습니다.kist연구팀이 새로개발한 나노 기반항암 전구체와 레이저 기술을 이용,독성없는 항암 치료를 도와준다고 합니다.해당기술은 레이저기술과 함께 나노기술,전구체 기술등이 융합되어 암세포를 완전히 사멸시킬수 있는 기술로 알려져있습니다 이는 항암치료 물론 향후 종양특이 적인 항암제 개발연구에도 활용될 전망입니다.