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고형암의 치료는 일반적으로 외과적 수술과 항암 약물 요법, 방사선 치료 등이 주로 사용되지만, 여전히 높은 재발률에 사망으로 이어지고 있다. 특히 고형암 내부는 불완전한 혈관 형성으로 인해 항암 약물 침투가 어렵고 높은 활성산소 농도를 유지해 재발의 원인이 된다.

질소산화물의 일종인 일산화질소(NO)는 혈관 평활근의 이완과 혈류량 증가, 혈관 투과성 강화 등의 역할은 하는 분자전달물질 중 하나다. 또한 높은 농도의 NO는 종양을 억제하며 세포사멸를 통해 세포를 직접적이고 효과적으로 죽이는 역할을 한다.

연구팀은 일산화질소를 종양 주변에 효과적으로 전달하기 위해서 외부자극에 의해서만 일산화질소가 방출하게 할 수 있는 주사형 니트로젤을 개발했다.

주사형 니토로젤은 상온에서는 액체 상태로 주사가 용이하지만 체내에 투여하면 고형화해, 담긴 약물을 서서히 방출할 수 있다. 니트로젤 내에는 별 모양의 금 나노입자와 면역조절제를 같이 담아 외부 근적외선 조사에 의해서 금나노입자가 발열돼 NO 방출을 조절할 수 있도록 제조했으며, 방출된 NO는 면역조절제의 종양 내 침투를 획기적으로 개선하고 종양 사멸도 유도할 수 있음을 증명했다.

박 교수연구팀은 주사형 젤이 고형암 내부로 약물 전달과 치료를 획기적으로 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 약물치료와 면역조절제를 젤 내부에 담아 주사할 경우 뛰어난 고형암 치료 효과가 있음을 밝혀냈다.

박 교수는 “주사형 니트로젤은 다양한 항암제, 면역조절제 등을 종양 조직에 투여하여 장시간 종양 조직에 전달할 수 있는 장점이 있다”며 “자극에 의해서만 방출되는 일산화질소는 약물방출 속도를 조절할 뿐만 아니라 종양 조직 내부로 효과적으로 전달할 수 있게 하여 다양한 치료법에 응용이 가능할 것으로 기대하고 있다”고 설명했다.

이번 연구 결과는 최근 ACS 어플라이드 머티리얼즈 앤 인터페이스 온라인판에 게재됐다.

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