| 마이크로전자기계시스템(MEMS)을 활용한 세포”수술” | ||
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 최근, 톈진(天津)대학교 정밀기기대학 마이크로기술연구팀은 세계에서 최초로 마이크로전자기계시스템(MEMS)을 이용한 박막공진기 여기 초고 주파수 초음파로 표적 세포에 약물을 투여하는 새로운 기술을 제안하였다. 연구팀은 이러한 세포 “수술”을 통하여 다종 분자를 정확하게 세포에 투여함으로써 일반 표적 약물 투여기술에 새로운 방법을 제시하였고 생명과학 분야에서의 마이크로전자기계시스템의 응용범위를 넓혔다. 이 연구결과가 마이크로나노기술 분야 최고 학술지 “Small”에 게재되었다. 목표 약물 분자, 치료 유전자와 단백질 등 외부 분자를 정확하고 효과적으로 세포에 투여하는 것은 현대 정밀 의료와 세포 분자 생물학 연구에서의 중요한 기술이다. “화학 요법”과 같은 기존의 세포 투여 방법은 화학 약물 혹은 전기학적 자극을 필요로 하는데 이러한 방법은 사용 시 선택적 약물 투여를 진행할 수 없을 뿐만 아니라 사용 과정에서 “세포 면역 응답” 반응을 일으켜 건강한 세포를 파괴하는 등 약물 부작용을 초래한다. 마이크로나노기기는 체적이 작고 전력 소모량이 낮은 등 장점을 갖고 있어 체내에 직접 이식하여 선택적 세포 약물 투여를 구현할 수 있다. 현재, 단일 세포 약물 투여 기술은 현대 분자 생물학 연구 영역에서의 연구 이슈로 되고 있다. MEMS는 사이즈가 0.5~500 미크론에 달하는 가동식 부품으로 구성된 마이크로전자기계시스템을 가리킨다. 연구팀은 마이크로 전자 공진기, 센서, 액추에이터에 대한 연구를 생명과학 영역까지 넓혀 자체 지식재산권을 보유한 일련의 고수준 연구 성과를 거두었다. 연구팀은 공진기의 여기로 생성된 “초고 주파수 초음파”의 진동을 이용하여 세포막에 안정적 미세 구멍을 형성시킨 후, 외부 물질인 표적 약물 또는 유전자 분자를 세포에 투여하였다. “초고 주파수 초음파”가 생성한 진동 압력은 일반 초음파의 60배에 달하여 세포막이 받는 압력을 더욱 균일하게 조절함으로써 외부 물질을 정확하게 투여할 뿐만 아니라 세포에 대하여 아무런 부작용도 없다. 연구팀은 수학 물리적 모델을 이용하여 액체에서 고주파수 음파의 세포에 대한 작용을 이론적으로 시뮬레이션하였으며 세포막 구조 변화에 대한 물리적 메카니즘을 밝혔고 실험실 환경에서 다양한 농도, 다양한 사이즈, 다양한 유형의 외부 물질에 대하여 세포 투여 실험을 진행하였다. 결과, 해당 시스템은 효율이 높고 전력 소모가 낮으며 다양화, 투여 위치 제어가능, 다중 표적, 지향성, 단일 세포 약물 투여 가능 등의 장점을 보유하였다. 정보출처 : http://scitech.people.com.cn/n1/2017/0316/c1007-29148144.html |
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