건국대학교 조쌍구 교수(첨단바이오공학부 줄기세포재생공학전공) 연구팀과 UNIST 김건호 교수(기계공학과) 연구팀이 스템엑소원, 리센스메디컬과 공동으로 난치성 피부질환 치료를 위한 신기술 ‘피코리터 얼음 입자 전달(PIPD) 기술’을 개발했다고 15일 밝혔다.

 연구 관련 그림 자료=건국대학교 제공

이번 연구 성과는 약리학 분야 국제 저명 학술지 Journal of Controlled Release(IF 11.5, 약리학 분야 상위 3.3%)에 ‘Picoliter ice particles by supersonic cryogenic jets for transdermal drug delivery: Extracellular vesicle application for skin diseases’라는 제목으로 게재되었으며, BRIC(생물학연구정보센터)의 ‘한국을 빛내는 사람들(한빛사)’에도 소개됐다.

연구팀은 초음속 극저온 제트를 이용해 액체 약물을 순간적으로 미세한 얼음 입자로 전환, 피부 장벽을 손상 없이 통과시키는 기술을 개발했다. 약물을 얼음 입자로 만드는 과정은 300마이크로초(µs) 내에 완료돼 단백질과 세포 기반 바이오 의약품도 구조와 기능 손상 없이 안전하게 전달할 수 있다. 

실제로 PIPD 공정을 거친 세포외소포체(EVs)는 크기, 형태, 표면 단백질 마커(CD9, CD63, CD81) 발현율 98% 이상을 완벽하게 유지했다.

연구팀은 줄기세포에서 개발한 독자적 4D 배양법으로 고기능성 세포외소포체를 추출, 이를 PIPD 기술로 아토피 피부염과 피부 상처 동물 모델에 적용했다. 그 결과 기존 주사 방식과 견줄 만하거나 더 우수한 치료 효과를 보였으며, 단순 도포 방식 대비 훨씬 높은 효능을 확인했다. 특히 약물이 피부 전 층에 균일하게 분포해 기존 방식의 한계를 극복했다.

조쌍구 교수는 “PIPD 기술은 줄기세포 엑소좀 등 차세대 바이오 의약품의 효능을 극대화할 수 있는 혁신적 방법”이라며, “아토피 등 만성 염증성 질환으로 고통받는 환자들에게 새로운 희망이 될 것”이라고 말했다.

UNIST 김건호 교수는 “정밀 기계공학 기술과 바이오 기술의 융합으로 기존 약물 전달의 난제를 해결한 사례”라며, “피부 질환을 넘어 다양한 신체 조직과 질환 치료에 적용 가능한 플랫폼 기술로 확장할 계획”이라고 밝혔다.

이번 연구는 주사 없는 안전한 약물 전달 기술로, 난치성 피부질환을 포함한 다양한 질환 치료에 응용될 수 있어 바이오·제약 분야의 혁신적 전환점이 될 것으로 기대된다.

[경제엔미디어=박민지 기자]