건국대 연구팀, 영국 대학들과 혁신적 약물 전달 마이크로로봇 개발 성공

노형석 기자

작성일 2026-07-25 08:22

건국대학교 김준영 교수(생물공학과) 연구팀이 영국 옥스퍼드대학교, 사우스햄튼대학교 연구진과 협력하여 위장관의 복잡한 생리적 장벽을 극복하는 새로운 개념의 '다단계 약물 전달 마이크로로봇'을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 세계적인 권위의 국제학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 게재되었다.

기존 경구 약물은 위산, 소화효소, 점액층 등 위장관 내 다양한 장벽으로 인해 목표 부위까지 충분한 양이 전달되기 어려운 문제가 있었다. 나노입자는 암세포 표적화에 강점이 있지만 이동성이 제한적이었고, 마이크로로봇은 외부 자기장으로 이동 가능하나 세포 수준의 정밀한 표적화에는 한계가 있었다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하고자 자성 마이크로로봇과 혈소판막으로 코팅된 나노입자를 결합한 혁신적인 플랫폼을 개발했다. 마이크로로봇 내부에 항암제를 탑재한 나노입자를 넣고 외부 자기장으로 목표 부위까지 이동시킨 후, 위산 환경에서는 약물을 보호하고 장에 도달하면 나노입자가 방출되도록 설계했다. 방출된 나노입자는 혈소판막 단백질을 이용해 대장암세포에 선택적으로 결합하는 방식으로 작동한다.

대장암 조직 모사체 실험 결과, 개발된 마이크로로봇을 이용했을 때 나노입자만 투여한 경우보다 암 조직 내 나노입자 잔류량이 약 4.6배 증가했으며, 암세포에 대한 독성 효과도 최대 4.3배 향상된 것으로 나타났다. 또한 돼지 위장 조직을 이용한 체외 실험에서도 마이크로로봇이 실제 위장관 환경과 유사한 조건에서 안정적으로 이동하는 것을 확인하여 실제 적용 가능성을 보여주었다.

이번 연구는 장기 수준의 이동성과 세포 수준의 표적 기능을 결합하여 기존 약물 전달 시스템의 한계를 보완했다는 점에서 큰 의미를 가진다. 김준영 교수는 "이번 연구는 마이크로로봇의 능동적 위치 제어와 나노입자의 암세포 표적 기능을 결합하여 생물학적 장벽을 극복하는 새로운 약물 전달 전략을 제시한 것"이라며, "향후 동물 모델 연구를 통해 정밀 경구 약물 전달 기술로 발전시킬 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

이번 연구는 건국대학교를 비롯해 옥스퍼드대학교, 임페리얼 칼리지 런던, 사우스햄튼대학교, 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 참여한 공동 연구로, 한국보건산업진흥원, 한국연구재단, 영국 왕립학회 등의 지원을 받아 수행되었다.