조직재생을 촉진하는 신개념 금속임플란트 개발 - 배터리 기술을 응용하여 금속이 혈관 생성을 촉진 - 기존 의료용 금속소재에 쉽게 적용할 수 있어 상용화 가능성 높아 의료용 금속소재는 강도가 우수하고 쉽게 깨지지 않는 고유의 성질을 바탕으로 정형외과, 치과, 심혈관계 등 강도와 안정성이 요구되는 전 분야에 걸쳐 인체 내 이식소재로 사용되고 있으나, 체내에서 생화학적인 활성을 기대하기는 어려웠다. 이를 극복하기 위한 방법으로 생화학적인 활성을 부여할 수 있는 세라믹이나 고분자 코팅 등을 많이 사용하지만 금속과의 결합력이 약하여 의료기기의 내구성과 신뢰성을 저하시킬 수 있는 등 제약이 많다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 의공학 연구소 생체재료연구단 옥명렬 박사 연구팀은 기존의 의료용 금속 소재에 간단한 처리만으로 혈관 형성을 유도하여 조직 재생을 촉진하는 기능을 가지는 신개념 금속 기능화 기반기술을 개발했다. 티타늄이나 코발트-크롬 합금과 같은 의료용 금속 소재는 일반적으로 체내에서의 부식을 막아주는 나노미터 두께의 자연 산화막이나 의도적으로 형성시킨 더 두꺼운 산화막으로 덮여있다. 연구팀은 이들 금속의 산화막이 광촉매반응 또는 전기화학적 촉매반응을 통해 적절한 저농도에서 혈관 생성을 촉진한다고 알려져 있는 활성산소를 만들어낼 수 있음에 착안하여 본 기술을 개발하였다. 체내에는 이들 산화막을 촉매로 사용하는 데에 필요한 광원(光源) 또는 전원(電源)이 없다는 문제가 있다. 연구팀은 KIST 생체재료연구단의 대표 발명품인 몸에서 녹는 금속의 주성분인 마그네슘을 활용하여 이 문제를 해결했다. 즉, 의료용 금속소재와 마그네슘을 접촉시켜 배터리와 같은 구조를 만들면 마그네슘의 부식반응으로 생성된 전자가 도체인 의료용 금속 소재의 표면으로 확산되고 산화막 표면에서 산소를 환원시켜 활성산소를 만들어 낼 수 있다는 것이다. 연구팀은 산화막의 두께, 마그네슘과 의료용 금속 소재의 표면적 비율과 같은 재료과학적인 인자를 조절하여 활성산소의 생성 속도를 제어했다. 활성산소의 농도를 조절시켜 가면서 활성산소의 독성은 나타나지 않으면서도 혈관내벽세포는 활성화시키는 최적의 농도를 찾았다. 이를 통해 혈관 생성 촉진을 통한 조직 재생 유도형 의료용 금속의 개발이 가능하다는 것을 세포실험을 통해 확인하였다. 특히, 가능성의 검증에서 멈추지 않고 개발 기술의 상용화를 목표로 정형외과 및 치과에서 많이 사용하는 나사 형태의 시작품을 개발하였다. 이렇게 만들어진 시작품에서도 충분한 농도의 활성산소가 발생하고 그에 따른 혈관형성 촉진 효과를 세포실험을 통해 확인하였다. 개발된 기술의 장점은 오로지 금속과 그 산화막만으로 이루어진 기술이므로 금속 의료기기의 강도를 손상시키지 않고 코팅층의 박리와 같은 신뢰성 관련 문제가 발생하지 않는다는 점이다. 또한 새로운 재료의 개발 없이 기존에 널리 사용되는 의료용 금속소재간의 간단한 조합을 통해 개발한 기술인만큼 제품 인허가에 소요되는 시간을 단축하여 실용화 할 수 있으며 기존 시장 전체를 공략 대상으로 할 수 있다는 장점이 있다. 옥명렬 박사는 “본 기술은 KIST의 금속공학, 촉매화학, 전기화학, 조직공학, 나노공학 등 다양한 분야의 전문가들이 협력하여 개발한 융합기술로 특히 고대병원과의 협력을 통해 상용화를 위한 개발 방향 설정이 가능하였다. 간단한 추가 공정을 통해 기존의 거의 모든 금속 의료기기에 직간접적으로 적용될 수 있어 상용화 되면 경제적 파급효과가 클 것이다.”고 밝혔다. 본 연구는 KIST 의공학연구소 미래원천 연구사업과 플래그쉽 연구사업의 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 독일에서 발행되는 화학 분야의 세계적 학술지인 앙게반테 케미 국제판(Angewandte Chemie International Edition) 10월 20일자 온라인판에 게재되었다. * (논문명) Magnesium corrosion triggered spontaneous generation of H2O2 on oxidized titanium for promoting angiogenesis - (제1저자) 한국과학기술연구원 박지민 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 옥명렬 선임연구원 <그림자료> <그림 1> 일차전지 반응을 이용한 활성산소 생성에 대한 개념도. 광원이나 전기 에너지와 같은 외부 자극 없이 오로지 마그네슘의 부식을 통해서 자발적으로 전자와 활성산소를 발생시키는 원리에 대한 설명 (좌). 마그네슘의 산화과정을 통해 만들어진 전자가 티타늄 쪽으로 이동하여, 티타늄 주변의 산소를 환원시켜 과산화수소를 만들게된다 (우) <그림2> 개발된 조직재생용 임플란트 내 활성산소 생성의 전기화학적 평가. 티타늄 주변에서 자발적으로 과산화수소가 발생하는 것을 다양한 전기화학 방법을 통하여서 확인하였음. 특히나 질소가 포화된 용액과 산소가 포화된 용액에서의 특성을 비교함으로써, 활성산소 생성을 확인할 수 있었음. <그림3> 개발된 조직재생용 임플란트에서 발생되는 과산화수소의 농도를 혈관내피세포 배지와 생체유사용액에서 측정. (위) 측정된 농도 데이터를 기반으로, 혈관 내피세포에 임플란트를 30분 동안 도입한 결과, 성장인자가 없음에도 불구하고 현저하게 많은 혈관 네트워크가 생성됨을 확인함. 실제로, 임플란트를 도입하지 않고, 성장인자가 없는 경우 (negative control) 거의 혈관 네트워크가 생성되지 않는 것을 확인할 수 있음. 이는 본 임플란트 기술이 성장인자 없이도 혈관생성을 유도할 수 있다는 것을 나타냄. (아래) <그림4> 앞서 이용한 마그네슘과 티타늄을 하나의 형태로 결합한 “일체형” 임플란트 모형. 앞선 결과와 유사하게, 일체형 임플란트에서도 성장인자 없이 혈관 네트워크가 생성되는 것을 확인함. <그림5> 전체 연구 결과의 모식도. 일차 화학전지 기술을 이용하여, 자발적으로 활성산소가 만들어진 마그네슘-티타늄 기반 금속 임플란트를 개발함. 자발적으로 발생된 활성산소는 조직재생에서 중요한 과정 중에 하나인, 혈관신생능력을 향상시키는 것으로 확인됨.

조직재생을 촉진하는 신개념 금속임플란트 개발 - 배터리 기술을 응용하여 금속이 혈관 생성을 촉진 - 기존 의료용 금속소재에 쉽게 적용할 수 있어 상용화 가능성 높아 의료용 금속소재는 강도가 우수하고 쉽게 깨지지 않는 고유의 성질을 바탕으로 정형외과, 치과, 심혈관계 등 강도와 안정성이 요구되는 전 분야에 걸쳐 인체 내 이식소재로 사용되고 있으나, 체내에서 생화학적인 활성을 기대하기는 어려웠다. 이를 극복하기 위한 방법으로 생화학적인 활성을 부여할 수 있는 세라믹이나 고분자 코팅 등을 많이 사용하지만 금속과의 결합력이 약하여 의료기기의 내구성과 신뢰성을 저하시킬 수 있는 등 제약이 많다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 의공학 연구소 생체재료연구단 옥명렬 박사 연구팀은 기존의 의료용 금속 소재에 간단한 처리만으로 혈관 형성을 유도하여 조직 재생을 촉진하는 기능을 가지는 신개념 금속 기능화 기반기술을 개발했다. 티타늄이나 코발트-크롬 합금과 같은 의료용 금속 소재는 일반적으로 체내에서의 부식을 막아주는 나노미터 두께의 자연 산화막이나 의도적으로 형성시킨 더 두꺼운 산화막으로 덮여있다. 연구팀은 이들 금속의 산화막이 광촉매반응 또는 전기화학적 촉매반응을 통해 적절한 저농도에서 혈관 생성을 촉진한다고 알려져 있는 활성산소를 만들어낼 수 있음에 착안하여 본 기술을 개발하였다. 체내에는 이들 산화막을 촉매로 사용하는 데에 필요한 광원(光源) 또는 전원(電源)이 없다는 문제가 있다. 연구팀은 KIST 생체재료연구단의 대표 발명품인 몸에서 녹는 금속의 주성분인 마그네슘을 활용하여 이 문제를 해결했다. 즉, 의료용 금속소재와 마그네슘을 접촉시켜 배터리와 같은 구조를 만들면 마그네슘의 부식반응으로 생성된 전자가 도체인 의료용 금속 소재의 표면으로 확산되고 산화막 표면에서 산소를 환원시켜 활성산소를 만들어 낼 수 있다는 것이다. 연구팀은 산화막의 두께, 마그네슘과 의료용 금속 소재의 표면적 비율과 같은 재료과학적인 인자를 조절하여 활성산소의 생성 속도를 제어했다. 활성산소의 농도를 조절시켜 가면서 활성산소의 독성은 나타나지 않으면서도 혈관내벽세포는 활성화시키는 최적의 농도를 찾았다. 이를 통해 혈관 생성 촉진을 통한 조직 재생 유도형 의료용 금속의 개발이 가능하다는 것을 세포실험을 통해 확인하였다. 특히, 가능성의 검증에서 멈추지 않고 개발 기술의 상용화를 목표로 정형외과 및 치과에서 많이 사용하는 나사 형태의 시작품을 개발하였다. 이렇게 만들어진 시작품에서도 충분한 농도의 활성산소가 발생하고 그에 따른 혈관형성 촉진 효과를 세포실험을 통해 확인하였다. 개발된 기술의 장점은 오로지 금속과 그 산화막만으로 이루어진 기술이므로 금속 의료기기의 강도를 손상시키지 않고 코팅층의 박리와 같은 신뢰성 관련 문제가 발생하지 않는다는 점이다. 또한 새로운 재료의 개발 없이 기존에 널리 사용되는 의료용 금속소재간의 간단한 조합을 통해 개발한 기술인만큼 제품 인허가에 소요되는 시간을 단축하여 실용화 할 수 있으며 기존 시장 전체를 공략 대상으로 할 수 있다는 장점이 있다. 옥명렬 박사는 “본 기술은 KIST의 금속공학, 촉매화학, 전기화학, 조직공학, 나노공학 등 다양한 분야의 전문가들이 협력하여 개발한 융합기술로 특히 고대병원과의 협력을 통해 상용화를 위한 개발 방향 설정이 가능하였다. 간단한 추가 공정을 통해 기존의 거의 모든 금속 의료기기에 직간접적으로 적용될 수 있어 상용화 되면 경제적 파급효과가 클 것이다.”고 밝혔다. 본 연구는 KIST 의공학연구소 미래원천 연구사업과 플래그쉽 연구사업의 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 독일에서 발행되는 화학 분야의 세계적 학술지인 앙게반테 케미 국제판(Angewandte Chemie International Edition) 10월 20일자 온라인판에 게재되었다. * (논문명) Magnesium corrosion triggered spontaneous generation of H2O2 on oxidized titanium for promoting angiogenesis - (제1저자) 한국과학기술연구원 박지민 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 옥명렬 선임연구원 <그림자료> <그림 1> 일차전지 반응을 이용한 활성산소 생성에 대한 개념도. 광원이나 전기 에너지와 같은 외부 자극 없이 오로지 마그네슘의 부식을 통해서 자발적으로 전자와 활성산소를 발생시키는 원리에 대한 설명 (좌). 마그네슘의 산화과정을 통해 만들어진 전자가 티타늄 쪽으로 이동하여, 티타늄 주변의 산소를 환원시켜 과산화수소를 만들게된다 (우) <그림2> 개발된 조직재생용 임플란트 내 활성산소 생성의 전기화학적 평가. 티타늄 주변에서 자발적으로 과산화수소가 발생하는 것을 다양한 전기화학 방법을 통하여서 확인하였음. 특히나 질소가 포화된 용액과 산소가 포화된 용액에서의 특성을 비교함으로써, 활성산소 생성을 확인할 수 있었음. <그림3> 개발된 조직재생용 임플란트에서 발생되는 과산화수소의 농도를 혈관내피세포 배지와 생체유사용액에서 측정. (위) 측정된 농도 데이터를 기반으로, 혈관 내피세포에 임플란트를 30분 동안 도입한 결과, 성장인자가 없음에도 불구하고 현저하게 많은 혈관 네트워크가 생성됨을 확인함. 실제로, 임플란트를 도입하지 않고, 성장인자가 없는 경우 (negative control) 거의 혈관 네트워크가 생성되지 않는 것을 확인할 수 있음. 이는 본 임플란트 기술이 성장인자 없이도 혈관생성을 유도할 수 있다는 것을 나타냄. (아래) <그림4> 앞서 이용한 마그네슘과 티타늄을 하나의 형태로 결합한 “일체형” 임플란트 모형. 앞선 결과와 유사하게, 일체형 임플란트에서도 성장인자 없이 혈관 네트워크가 생성되는 것을 확인함. <그림5> 전체 연구 결과의 모식도. 일차 화학전지 기술을 이용하여, 자발적으로 활성산소가 만들어진 마그네슘-티타늄 기반 금속 임플란트를 개발함. 자발적으로 발생된 활성산소는 조직재생에서 중요한 과정 중에 하나인, 혈관신생능력을 향상시키는 것으로 확인됨.

조직재생을 촉진하는 신개념 금속임플란트 개발 - 배터리 기술을 응용하여 금속이 혈관 생성을 촉진 - 기존 의료용 금속소재에 쉽게 적용할 수 있어 상용화 가능성 높아 의료용 금속소재는 강도가 우수하고 쉽게 깨지지 않는 고유의 성질을 바탕으로 정형외과, 치과, 심혈관계 등 강도와 안정성이 요구되는 전 분야에 걸쳐 인체 내 이식소재로 사용되고 있으나, 체내에서 생화학적인 활성을 기대하기는 어려웠다. 이를 극복하기 위한 방법으로 생화학적인 활성을 부여할 수 있는 세라믹이나 고분자 코팅 등을 많이 사용하지만 금속과의 결합력이 약하여 의료기기의 내구성과 신뢰성을 저하시킬 수 있는 등 제약이 많다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 의공학 연구소 생체재료연구단 옥명렬 박사 연구팀은 기존의 의료용 금속 소재에 간단한 처리만으로 혈관 형성을 유도하여 조직 재생을 촉진하는 기능을 가지는 신개념 금속 기능화 기반기술을 개발했다. 티타늄이나 코발트-크롬 합금과 같은 의료용 금속 소재는 일반적으로 체내에서의 부식을 막아주는 나노미터 두께의 자연 산화막이나 의도적으로 형성시킨 더 두꺼운 산화막으로 덮여있다. 연구팀은 이들 금속의 산화막이 광촉매반응 또는 전기화학적 촉매반응을 통해 적절한 저농도에서 혈관 생성을 촉진한다고 알려져 있는 활성산소를 만들어낼 수 있음에 착안하여 본 기술을 개발하였다. 체내에는 이들 산화막을 촉매로 사용하는 데에 필요한 광원(光源) 또는 전원(電源)이 없다는 문제가 있다. 연구팀은 KIST 생체재료연구단의 대표 발명품인 몸에서 녹는 금속의 주성분인 마그네슘을 활용하여 이 문제를 해결했다. 즉, 의료용 금속소재와 마그네슘을 접촉시켜 배터리와 같은 구조를 만들면 마그네슘의 부식반응으로 생성된 전자가 도체인 의료용 금속 소재의 표면으로 확산되고 산화막 표면에서 산소를 환원시켜 활성산소를 만들어 낼 수 있다는 것이다. 연구팀은 산화막의 두께, 마그네슘과 의료용 금속 소재의 표면적 비율과 같은 재료과학적인 인자를 조절하여 활성산소의 생성 속도를 제어했다. 활성산소의 농도를 조절시켜 가면서 활성산소의 독성은 나타나지 않으면서도 혈관내벽세포는 활성화시키는 최적의 농도를 찾았다. 이를 통해 혈관 생성 촉진을 통한 조직 재생 유도형 의료용 금속의 개발이 가능하다는 것을 세포실험을 통해 확인하였다. 특히, 가능성의 검증에서 멈추지 않고 개발 기술의 상용화를 목표로 정형외과 및 치과에서 많이 사용하는 나사 형태의 시작품을 개발하였다. 이렇게 만들어진 시작품에서도 충분한 농도의 활성산소가 발생하고 그에 따른 혈관형성 촉진 효과를 세포실험을 통해 확인하였다. 개발된 기술의 장점은 오로지 금속과 그 산화막만으로 이루어진 기술이므로 금속 의료기기의 강도를 손상시키지 않고 코팅층의 박리와 같은 신뢰성 관련 문제가 발생하지 않는다는 점이다. 또한 새로운 재료의 개발 없이 기존에 널리 사용되는 의료용 금속소재간의 간단한 조합을 통해 개발한 기술인만큼 제품 인허가에 소요되는 시간을 단축하여 실용화 할 수 있으며 기존 시장 전체를 공략 대상으로 할 수 있다는 장점이 있다. 옥명렬 박사는 “본 기술은 KIST의 금속공학, 촉매화학, 전기화학, 조직공학, 나노공학 등 다양한 분야의 전문가들이 협력하여 개발한 융합기술로 특히 고대병원과의 협력을 통해 상용화를 위한 개발 방향 설정이 가능하였다. 간단한 추가 공정을 통해 기존의 거의 모든 금속 의료기기에 직간접적으로 적용될 수 있어 상용화 되면 경제적 파급효과가 클 것이다.”고 밝혔다. 본 연구는 KIST 의공학연구소 미래원천 연구사업과 플래그쉽 연구사업의 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 독일에서 발행되는 화학 분야의 세계적 학술지인 앙게반테 케미 국제판(Angewandte Chemie International Edition) 10월 20일자 온라인판에 게재되었다. * (논문명) Magnesium corrosion triggered spontaneous generation of H2O2 on oxidized titanium for promoting angiogenesis - (제1저자) 한국과학기술연구원 박지민 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 옥명렬 선임연구원 <그림자료> <그림 1> 일차전지 반응을 이용한 활성산소 생성에 대한 개념도. 광원이나 전기 에너지와 같은 외부 자극 없이 오로지 마그네슘의 부식을 통해서 자발적으로 전자와 활성산소를 발생시키는 원리에 대한 설명 (좌). 마그네슘의 산화과정을 통해 만들어진 전자가 티타늄 쪽으로 이동하여, 티타늄 주변의 산소를 환원시켜 과산화수소를 만들게된다 (우) <그림2> 개발된 조직재생용 임플란트 내 활성산소 생성의 전기화학적 평가. 티타늄 주변에서 자발적으로 과산화수소가 발생하는 것을 다양한 전기화학 방법을 통하여서 확인하였음. 특히나 질소가 포화된 용액과 산소가 포화된 용액에서의 특성을 비교함으로써, 활성산소 생성을 확인할 수 있었음. <그림3> 개발된 조직재생용 임플란트에서 발생되는 과산화수소의 농도를 혈관내피세포 배지와 생체유사용액에서 측정. (위) 측정된 농도 데이터를 기반으로, 혈관 내피세포에 임플란트를 30분 동안 도입한 결과, 성장인자가 없음에도 불구하고 현저하게 많은 혈관 네트워크가 생성됨을 확인함. 실제로, 임플란트를 도입하지 않고, 성장인자가 없는 경우 (negative control) 거의 혈관 네트워크가 생성되지 않는 것을 확인할 수 있음. 이는 본 임플란트 기술이 성장인자 없이도 혈관생성을 유도할 수 있다는 것을 나타냄. (아래) <그림4> 앞서 이용한 마그네슘과 티타늄을 하나의 형태로 결합한 “일체형” 임플란트 모형. 앞선 결과와 유사하게, 일체형 임플란트에서도 성장인자 없이 혈관 네트워크가 생성되는 것을 확인함. <그림5> 전체 연구 결과의 모식도. 일차 화학전지 기술을 이용하여, 자발적으로 활성산소가 만들어진 마그네슘-티타늄 기반 금속 임플란트를 개발함. 자발적으로 발생된 활성산소는 조직재생에서 중요한 과정 중에 하나인, 혈관신생능력을 향상시키는 것으로 확인됨.

조직재생을 촉진하는 신개념 금속임플란트 개발 - 배터리 기술을 응용하여 금속이 혈관 생성을 촉진 - 기존 의료용 금속소재에 쉽게 적용할 수 있어 상용화 가능성 높아 의료용 금속소재는 강도가 우수하고 쉽게 깨지지 않는 고유의 성질을 바탕으로 정형외과, 치과, 심혈관계 등 강도와 안정성이 요구되는 전 분야에 걸쳐 인체 내 이식소재로 사용되고 있으나, 체내에서 생화학적인 활성을 기대하기는 어려웠다. 이를 극복하기 위한 방법으로 생화학적인 활성을 부여할 수 있는 세라믹이나 고분자 코팅 등을 많이 사용하지만 금속과의 결합력이 약하여 의료기기의 내구성과 신뢰성을 저하시킬 수 있는 등 제약이 많다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 의공학 연구소 생체재료연구단 옥명렬 박사 연구팀은 기존의 의료용 금속 소재에 간단한 처리만으로 혈관 형성을 유도하여 조직 재생을 촉진하는 기능을 가지는 신개념 금속 기능화 기반기술을 개발했다. 티타늄이나 코발트-크롬 합금과 같은 의료용 금속 소재는 일반적으로 체내에서의 부식을 막아주는 나노미터 두께의 자연 산화막이나 의도적으로 형성시킨 더 두꺼운 산화막으로 덮여있다. 연구팀은 이들 금속의 산화막이 광촉매반응 또는 전기화학적 촉매반응을 통해 적절한 저농도에서 혈관 생성을 촉진한다고 알려져 있는 활성산소를 만들어낼 수 있음에 착안하여 본 기술을 개발하였다. 체내에는 이들 산화막을 촉매로 사용하는 데에 필요한 광원(光源) 또는 전원(電源)이 없다는 문제가 있다. 연구팀은 KIST 생체재료연구단의 대표 발명품인 몸에서 녹는 금속의 주성분인 마그네슘을 활용하여 이 문제를 해결했다. 즉, 의료용 금속소재와 마그네슘을 접촉시켜 배터리와 같은 구조를 만들면 마그네슘의 부식반응으로 생성된 전자가 도체인 의료용 금속 소재의 표면으로 확산되고 산화막 표면에서 산소를 환원시켜 활성산소를 만들어 낼 수 있다는 것이다. 연구팀은 산화막의 두께, 마그네슘과 의료용 금속 소재의 표면적 비율과 같은 재료과학적인 인자를 조절하여 활성산소의 생성 속도를 제어했다. 활성산소의 농도를 조절시켜 가면서 활성산소의 독성은 나타나지 않으면서도 혈관내벽세포는 활성화시키는 최적의 농도를 찾았다. 이를 통해 혈관 생성 촉진을 통한 조직 재생 유도형 의료용 금속의 개발이 가능하다는 것을 세포실험을 통해 확인하였다. 특히, 가능성의 검증에서 멈추지 않고 개발 기술의 상용화를 목표로 정형외과 및 치과에서 많이 사용하는 나사 형태의 시작품을 개발하였다. 이렇게 만들어진 시작품에서도 충분한 농도의 활성산소가 발생하고 그에 따른 혈관형성 촉진 효과를 세포실험을 통해 확인하였다. 개발된 기술의 장점은 오로지 금속과 그 산화막만으로 이루어진 기술이므로 금속 의료기기의 강도를 손상시키지 않고 코팅층의 박리와 같은 신뢰성 관련 문제가 발생하지 않는다는 점이다. 또한 새로운 재료의 개발 없이 기존에 널리 사용되는 의료용 금속소재간의 간단한 조합을 통해 개발한 기술인만큼 제품 인허가에 소요되는 시간을 단축하여 실용화 할 수 있으며 기존 시장 전체를 공략 대상으로 할 수 있다는 장점이 있다. 옥명렬 박사는 “본 기술은 KIST의 금속공학, 촉매화학, 전기화학, 조직공학, 나노공학 등 다양한 분야의 전문가들이 협력하여 개발한 융합기술로 특히 고대병원과의 협력을 통해 상용화를 위한 개발 방향 설정이 가능하였다. 간단한 추가 공정을 통해 기존의 거의 모든 금속 의료기기에 직간접적으로 적용될 수 있어 상용화 되면 경제적 파급효과가 클 것이다.”고 밝혔다. 본 연구는 KIST 의공학연구소 미래원천 연구사업과 플래그쉽 연구사업의 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 독일에서 발행되는 화학 분야의 세계적 학술지인 앙게반테 케미 국제판(Angewandte Chemie International Edition) 10월 20일자 온라인판에 게재되었다. * (논문명) Magnesium corrosion triggered spontaneous generation of H2O2 on oxidized titanium for promoting angiogenesis - (제1저자) 한국과학기술연구원 박지민 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 옥명렬 선임연구원 <그림자료> <그림 1> 일차전지 반응을 이용한 활성산소 생성에 대한 개념도. 광원이나 전기 에너지와 같은 외부 자극 없이 오로지 마그네슘의 부식을 통해서 자발적으로 전자와 활성산소를 발생시키는 원리에 대한 설명 (좌). 마그네슘의 산화과정을 통해 만들어진 전자가 티타늄 쪽으로 이동하여, 티타늄 주변의 산소를 환원시켜 과산화수소를 만들게된다 (우) <그림2> 개발된 조직재생용 임플란트 내 활성산소 생성의 전기화학적 평가. 티타늄 주변에서 자발적으로 과산화수소가 발생하는 것을 다양한 전기화학 방법을 통하여서 확인하였음. 특히나 질소가 포화된 용액과 산소가 포화된 용액에서의 특성을 비교함으로써, 활성산소 생성을 확인할 수 있었음. <그림3> 개발된 조직재생용 임플란트에서 발생되는 과산화수소의 농도를 혈관내피세포 배지와 생체유사용액에서 측정. (위) 측정된 농도 데이터를 기반으로, 혈관 내피세포에 임플란트를 30분 동안 도입한 결과, 성장인자가 없음에도 불구하고 현저하게 많은 혈관 네트워크가 생성됨을 확인함. 실제로, 임플란트를 도입하지 않고, 성장인자가 없는 경우 (negative control) 거의 혈관 네트워크가 생성되지 않는 것을 확인할 수 있음. 이는 본 임플란트 기술이 성장인자 없이도 혈관생성을 유도할 수 있다는 것을 나타냄. (아래) <그림4> 앞서 이용한 마그네슘과 티타늄을 하나의 형태로 결합한 “일체형” 임플란트 모형. 앞선 결과와 유사하게, 일체형 임플란트에서도 성장인자 없이 혈관 네트워크가 생성되는 것을 확인함. <그림5> 전체 연구 결과의 모식도. 일차 화학전지 기술을 이용하여, 자발적으로 활성산소가 만들어진 마그네슘-티타늄 기반 금속 임플란트를 개발함. 자발적으로 발생된 활성산소는 조직재생에서 중요한 과정 중에 하나인, 혈관신생능력을 향상시키는 것으로 확인됨.

조직재생을 촉진하는 신개념 금속임플란트 개발 - 배터리 기술을 응용하여 금속이 혈관 생성을 촉진 - 기존 의료용 금속소재에 쉽게 적용할 수 있어 상용화 가능성 높아 의료용 금속소재는 강도가 우수하고 쉽게 깨지지 않는 고유의 성질을 바탕으로 정형외과, 치과, 심혈관계 등 강도와 안정성이 요구되는 전 분야에 걸쳐 인체 내 이식소재로 사용되고 있으나, 체내에서 생화학적인 활성을 기대하기는 어려웠다. 이를 극복하기 위한 방법으로 생화학적인 활성을 부여할 수 있는 세라믹이나 고분자 코팅 등을 많이 사용하지만 금속과의 결합력이 약하여 의료기기의 내구성과 신뢰성을 저하시킬 수 있는 등 제약이 많다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 의공학 연구소 생체재료연구단 옥명렬 박사 연구팀은 기존의 의료용 금속 소재에 간단한 처리만으로 혈관 형성을 유도하여 조직 재생을 촉진하는 기능을 가지는 신개념 금속 기능화 기반기술을 개발했다. 티타늄이나 코발트-크롬 합금과 같은 의료용 금속 소재는 일반적으로 체내에서의 부식을 막아주는 나노미터 두께의 자연 산화막이나 의도적으로 형성시킨 더 두꺼운 산화막으로 덮여있다. 연구팀은 이들 금속의 산화막이 광촉매반응 또는 전기화학적 촉매반응을 통해 적절한 저농도에서 혈관 생성을 촉진한다고 알려져 있는 활성산소를 만들어낼 수 있음에 착안하여 본 기술을 개발하였다. 체내에는 이들 산화막을 촉매로 사용하는 데에 필요한 광원(光源) 또는 전원(電源)이 없다는 문제가 있다. 연구팀은 KIST 생체재료연구단의 대표 발명품인 몸에서 녹는 금속의 주성분인 마그네슘을 활용하여 이 문제를 해결했다. 즉, 의료용 금속소재와 마그네슘을 접촉시켜 배터리와 같은 구조를 만들면 마그네슘의 부식반응으로 생성된 전자가 도체인 의료용 금속 소재의 표면으로 확산되고 산화막 표면에서 산소를 환원시켜 활성산소를 만들어 낼 수 있다는 것이다. 연구팀은 산화막의 두께, 마그네슘과 의료용 금속 소재의 표면적 비율과 같은 재료과학적인 인자를 조절하여 활성산소의 생성 속도를 제어했다. 활성산소의 농도를 조절시켜 가면서 활성산소의 독성은 나타나지 않으면서도 혈관내벽세포는 활성화시키는 최적의 농도를 찾았다. 이를 통해 혈관 생성 촉진을 통한 조직 재생 유도형 의료용 금속의 개발이 가능하다는 것을 세포실험을 통해 확인하였다. 특히, 가능성의 검증에서 멈추지 않고 개발 기술의 상용화를 목표로 정형외과 및 치과에서 많이 사용하는 나사 형태의 시작품을 개발하였다. 이렇게 만들어진 시작품에서도 충분한 농도의 활성산소가 발생하고 그에 따른 혈관형성 촉진 효과를 세포실험을 통해 확인하였다. 개발된 기술의 장점은 오로지 금속과 그 산화막만으로 이루어진 기술이므로 금속 의료기기의 강도를 손상시키지 않고 코팅층의 박리와 같은 신뢰성 관련 문제가 발생하지 않는다는 점이다. 또한 새로운 재료의 개발 없이 기존에 널리 사용되는 의료용 금속소재간의 간단한 조합을 통해 개발한 기술인만큼 제품 인허가에 소요되는 시간을 단축하여 실용화 할 수 있으며 기존 시장 전체를 공략 대상으로 할 수 있다는 장점이 있다. 옥명렬 박사는 “본 기술은 KIST의 금속공학, 촉매화학, 전기화학, 조직공학, 나노공학 등 다양한 분야의 전문가들이 협력하여 개발한 융합기술로 특히 고대병원과의 협력을 통해 상용화를 위한 개발 방향 설정이 가능하였다. 간단한 추가 공정을 통해 기존의 거의 모든 금속 의료기기에 직간접적으로 적용될 수 있어 상용화 되면 경제적 파급효과가 클 것이다.”고 밝혔다. 본 연구는 KIST 의공학연구소 미래원천 연구사업과 플래그쉽 연구사업의 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 독일에서 발행되는 화학 분야의 세계적 학술지인 앙게반테 케미 국제판(Angewandte Chemie International Edition) 10월 20일자 온라인판에 게재되었다. * (논문명) Magnesium corrosion triggered spontaneous generation of H2O2 on oxidized titanium for promoting angiogenesis - (제1저자) 한국과학기술연구원 박지민 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 옥명렬 선임연구원 <그림자료> <그림 1> 일차전지 반응을 이용한 활성산소 생성에 대한 개념도. 광원이나 전기 에너지와 같은 외부 자극 없이 오로지 마그네슘의 부식을 통해서 자발적으로 전자와 활성산소를 발생시키는 원리에 대한 설명 (좌). 마그네슘의 산화과정을 통해 만들어진 전자가 티타늄 쪽으로 이동하여, 티타늄 주변의 산소를 환원시켜 과산화수소를 만들게된다 (우) <그림2> 개발된 조직재생용 임플란트 내 활성산소 생성의 전기화학적 평가. 티타늄 주변에서 자발적으로 과산화수소가 발생하는 것을 다양한 전기화학 방법을 통하여서 확인하였음. 특히나 질소가 포화된 용액과 산소가 포화된 용액에서의 특성을 비교함으로써, 활성산소 생성을 확인할 수 있었음. <그림3> 개발된 조직재생용 임플란트에서 발생되는 과산화수소의 농도를 혈관내피세포 배지와 생체유사용액에서 측정. (위) 측정된 농도 데이터를 기반으로, 혈관 내피세포에 임플란트를 30분 동안 도입한 결과, 성장인자가 없음에도 불구하고 현저하게 많은 혈관 네트워크가 생성됨을 확인함. 실제로, 임플란트를 도입하지 않고, 성장인자가 없는 경우 (negative control) 거의 혈관 네트워크가 생성되지 않는 것을 확인할 수 있음. 이는 본 임플란트 기술이 성장인자 없이도 혈관생성을 유도할 수 있다는 것을 나타냄. (아래) <그림4> 앞서 이용한 마그네슘과 티타늄을 하나의 형태로 결합한 “일체형” 임플란트 모형. 앞선 결과와 유사하게, 일체형 임플란트에서도 성장인자 없이 혈관 네트워크가 생성되는 것을 확인함. <그림5> 전체 연구 결과의 모식도. 일차 화학전지 기술을 이용하여, 자발적으로 활성산소가 만들어진 마그네슘-티타늄 기반 금속 임플란트를 개발함. 자발적으로 발생된 활성산소는 조직재생에서 중요한 과정 중에 하나인, 혈관신생능력을 향상시키는 것으로 확인됨.

조직재생을 촉진하는 신개념 금속임플란트 개발 - 배터리 기술을 응용하여 금속이 혈관 생성을 촉진 - 기존 의료용 금속소재에 쉽게 적용할 수 있어 상용화 가능성 높아 의료용 금속소재는 강도가 우수하고 쉽게 깨지지 않는 고유의 성질을 바탕으로 정형외과, 치과, 심혈관계 등 강도와 안정성이 요구되는 전 분야에 걸쳐 인체 내 이식소재로 사용되고 있으나, 체내에서 생화학적인 활성을 기대하기는 어려웠다. 이를 극복하기 위한 방법으로 생화학적인 활성을 부여할 수 있는 세라믹이나 고분자 코팅 등을 많이 사용하지만 금속과의 결합력이 약하여 의료기기의 내구성과 신뢰성을 저하시킬 수 있는 등 제약이 많다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 의공학 연구소 생체재료연구단 옥명렬 박사 연구팀은 기존의 의료용 금속 소재에 간단한 처리만으로 혈관 형성을 유도하여 조직 재생을 촉진하는 기능을 가지는 신개념 금속 기능화 기반기술을 개발했다. 티타늄이나 코발트-크롬 합금과 같은 의료용 금속 소재는 일반적으로 체내에서의 부식을 막아주는 나노미터 두께의 자연 산화막이나 의도적으로 형성시킨 더 두꺼운 산화막으로 덮여있다. 연구팀은 이들 금속의 산화막이 광촉매반응 또는 전기화학적 촉매반응을 통해 적절한 저농도에서 혈관 생성을 촉진한다고 알려져 있는 활성산소를 만들어낼 수 있음에 착안하여 본 기술을 개발하였다. 체내에는 이들 산화막을 촉매로 사용하는 데에 필요한 광원(光源) 또는 전원(電源)이 없다는 문제가 있다. 연구팀은 KIST 생체재료연구단의 대표 발명품인 몸에서 녹는 금속의 주성분인 마그네슘을 활용하여 이 문제를 해결했다. 즉, 의료용 금속소재와 마그네슘을 접촉시켜 배터리와 같은 구조를 만들면 마그네슘의 부식반응으로 생성된 전자가 도체인 의료용 금속 소재의 표면으로 확산되고 산화막 표면에서 산소를 환원시켜 활성산소를 만들어 낼 수 있다는 것이다. 연구팀은 산화막의 두께, 마그네슘과 의료용 금속 소재의 표면적 비율과 같은 재료과학적인 인자를 조절하여 활성산소의 생성 속도를 제어했다. 활성산소의 농도를 조절시켜 가면서 활성산소의 독성은 나타나지 않으면서도 혈관내벽세포는 활성화시키는 최적의 농도를 찾았다. 이를 통해 혈관 생성 촉진을 통한 조직 재생 유도형 의료용 금속의 개발이 가능하다는 것을 세포실험을 통해 확인하였다. 특히, 가능성의 검증에서 멈추지 않고 개발 기술의 상용화를 목표로 정형외과 및 치과에서 많이 사용하는 나사 형태의 시작품을 개발하였다. 이렇게 만들어진 시작품에서도 충분한 농도의 활성산소가 발생하고 그에 따른 혈관형성 촉진 효과를 세포실험을 통해 확인하였다. 개발된 기술의 장점은 오로지 금속과 그 산화막만으로 이루어진 기술이므로 금속 의료기기의 강도를 손상시키지 않고 코팅층의 박리와 같은 신뢰성 관련 문제가 발생하지 않는다는 점이다. 또한 새로운 재료의 개발 없이 기존에 널리 사용되는 의료용 금속소재간의 간단한 조합을 통해 개발한 기술인만큼 제품 인허가에 소요되는 시간을 단축하여 실용화 할 수 있으며 기존 시장 전체를 공략 대상으로 할 수 있다는 장점이 있다. 옥명렬 박사는 “본 기술은 KIST의 금속공학, 촉매화학, 전기화학, 조직공학, 나노공학 등 다양한 분야의 전문가들이 협력하여 개발한 융합기술로 특히 고대병원과의 협력을 통해 상용화를 위한 개발 방향 설정이 가능하였다. 간단한 추가 공정을 통해 기존의 거의 모든 금속 의료기기에 직간접적으로 적용될 수 있어 상용화 되면 경제적 파급효과가 클 것이다.”고 밝혔다. 본 연구는 KIST 의공학연구소 미래원천 연구사업과 플래그쉽 연구사업의 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 독일에서 발행되는 화학 분야의 세계적 학술지인 앙게반테 케미 국제판(Angewandte Chemie International Edition) 10월 20일자 온라인판에 게재되었다. * (논문명) Magnesium corrosion triggered spontaneous generation of H2O2 on oxidized titanium for promoting angiogenesis - (제1저자) 한국과학기술연구원 박지민 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 옥명렬 선임연구원 <그림자료> <그림 1> 일차전지 반응을 이용한 활성산소 생성에 대한 개념도. 광원이나 전기 에너지와 같은 외부 자극 없이 오로지 마그네슘의 부식을 통해서 자발적으로 전자와 활성산소를 발생시키는 원리에 대한 설명 (좌). 마그네슘의 산화과정을 통해 만들어진 전자가 티타늄 쪽으로 이동하여, 티타늄 주변의 산소를 환원시켜 과산화수소를 만들게된다 (우) <그림2> 개발된 조직재생용 임플란트 내 활성산소 생성의 전기화학적 평가. 티타늄 주변에서 자발적으로 과산화수소가 발생하는 것을 다양한 전기화학 방법을 통하여서 확인하였음. 특히나 질소가 포화된 용액과 산소가 포화된 용액에서의 특성을 비교함으로써, 활성산소 생성을 확인할 수 있었음. <그림3> 개발된 조직재생용 임플란트에서 발생되는 과산화수소의 농도를 혈관내피세포 배지와 생체유사용액에서 측정. (위) 측정된 농도 데이터를 기반으로, 혈관 내피세포에 임플란트를 30분 동안 도입한 결과, 성장인자가 없음에도 불구하고 현저하게 많은 혈관 네트워크가 생성됨을 확인함. 실제로, 임플란트를 도입하지 않고, 성장인자가 없는 경우 (negative control) 거의 혈관 네트워크가 생성되지 않는 것을 확인할 수 있음. 이는 본 임플란트 기술이 성장인자 없이도 혈관생성을 유도할 수 있다는 것을 나타냄. (아래) <그림4> 앞서 이용한 마그네슘과 티타늄을 하나의 형태로 결합한 “일체형” 임플란트 모형. 앞선 결과와 유사하게, 일체형 임플란트에서도 성장인자 없이 혈관 네트워크가 생성되는 것을 확인함. <그림5> 전체 연구 결과의 모식도. 일차 화학전지 기술을 이용하여, 자발적으로 활성산소가 만들어진 마그네슘-티타늄 기반 금속 임플란트를 개발함. 자발적으로 발생된 활성산소는 조직재생에서 중요한 과정 중에 하나인, 혈관신생능력을 향상시키는 것으로 확인됨.

존슨앤드존슨의 과학기술사무소 (Corporate Office of Science and Technology: COSAT) 부소장 일행이 5월 17일(월) KIST를 방문하여 생명과학분야 협력가능성을 타진하였다. 게리 닐 (Garry Neil) 부소장 일행은 한홍택 원장과 환담을 가진 후 김용환 정책기획본부장, 생명·보건연구본부 및 성과확산실 직원들과 함께한 자리에서 협력가능 분야에 대한 심도 있는 의견을 교환하였다. 이번 방문은 지난달 KIST와 KOTRA가 체결한 상호협력을 위한 협약의 후속으로 이루어졌다. KIST와 KOTRA는 외국기업과의 공동 R&D 수행 및 지원 등 과학기술 연구개발 결과의 해외 진출을 위해 상호 협력할 것을 약속한 바 있으며, 동 방문은 KOTRA가 추진하고 있는 협력사업의 일환으로 성사되었다. 존슨앤드존슨의 R&D 협력전담조직인 COSAT는 1978년 설립되었으며 존슨앤드존슨의 장기발전을 위한 기술/제품발굴 및 육성, 기술위험도/사업성평가, 존슨앤드존슨 자회사에 기술분배 등의 역할을 담당하고 있다.

졸업논문 포스터 발표회 개최 === 처음으로 개최, 석.박사 논문 47편 발표 === 금년 2월 학위수여를 앞둔 학생들이 자신들의 석․박사 학위논문을 포스터로 소개하는 발표회를 1월13일 본관 로비에서 가졌다. 이번에 처음 개최된 학위논문 포스터 발표회는, 학생 동료끼리 연구주제를 이해하고 졸업생에게 공개발표를 경험할 기회를 제공하기 위하여, 작년 12월에 본 심사가 이미 완료된 학위논문을 가지고 학술행사 형식으로 추진되었다. 발표자는 총 47명(석사 42, 박사 5)으로, 과정별로는 학연 40, 연합대 2, 국제R&D아카데미 5명이 참여하였다. 참가한 학생들은 그동안 실험실에서 밤낮으로 땀 흘려 얻은 소중한 결과를 포스터에 담아, 사회 진출을 앞둔 시점에 자신의 학문적 역량을 여러 선후배와 동료들에게 선 보이느라 시종 진지한 모습이었다. 관람객들은 학생 연구자의 신선한 아이디어에 상당한 관심을 보이기도 하고 미흡한 부분에는 조언을 주기도 하였으며 어떤 실험실 동료는 격려 차원에서 포스터에 초콜렛, 풍선, 꽃을 달아주는 모습도 보였다. 발표회에는 전공별 심사위원이 각 포스터의 발표를 청취한 후 우수 논문을 선정하였으며 이들에게는 개원기념식에서 상장과 상금을 수여할 예정이다. 한편, 학연협력실에서는 이번 발표회의 효과를 검토하여 향후 이를 정례화해 나갈 계획이다. < 전공별 우수 포스터 > 전공 심사위원 수상자 과정 지도교수 나노/재료 이욱성 Pullur A. Kumar IRDA 박사 하헌필 지능시스템 이종원 홍승표 연합대 석사 김진욱 에너지/환경 김홍곤 박주용 연세대 학연 석사 최대기 신경/생체 양은경 권오연 고려대 학연 박사 전혜성 송미 고려대 학연 석사 류재천

- KIST-(Dana-Farber Cancer Institute) 공동연구진, DNA 접기 기술로 세포 내 침투 효과 높이는 형태의 나노구조체 제작 - 향후, 다양한 형태의 DNA 나노구조체로 약물전달체, 암 치료제 등에 활용 인류의 평균 수명이 늘어나면서 질병과 건강에 대한 관심이 높아지고 있다. ‘암’(Cancer) 질환과 관련하여 국내 성인 3명 중 1명이 암을 겪는다는 통계에서 볼 수 있듯, 암은 흔한 질병이 되었으며 치료를 위한 많은 연구가 이뤄지고 있다. 특히 나노구조체를 이용한 암 치료제가 암 세포에 효과적으로 전달되도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 국내 연구진이 DNA를 접는 기술을 개발, 원하는 형태의 DNA 나노구조체를 제작하여 효과적인 세포 암 치료의 가능성을 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 의공학연구소 류주희 박사팀은 다나파버 암 연구소(Dana-Farber Cancer Institute) 윌리엄 시(William Shih) 교수 연구진과 공동연구를 통해 DNA 접기 기술을 개발하여 기존의 나노구조체 제조방법으로는 만들기 어려운 다양한 형태의 DNA 나노구조체를 제작했다. 또한 공동연구진은 이 기술로 정교하게 제작된 여러 형태의 나노구조체들의 세포 침투도를 분석했다고 밝혔다. 최근 학계의 연구결과에서는 나노구조체의 모양과 크기에 따라서 세포에 침투할 수 있는 성질이 크게 달라진다는 점이 대략적으로 밝혀졌으나, 이 나노구조체를 원하는 모양과 크기로 만들기가 매우 어려워서 정교한 연구를 수행하기는 어려운 실정이었다. 연구진이 개발한 DNA 접기 기술은 뼈대가 되는 하나의 긴 DNA에 상호보완적인 여러 개의 짧은 DNA들을 이용하여 종이접기 하듯이 접어서, 원하는 형태의 나노구조체를 만드는 것이다. DNA 가닥들이 결합을 통해 이중나선을 형성하면서 특정형태를 이루는데, 다양한 형태의 구조체를 수 나노미터(nm, 10억분의 1m) 크기로 정밀하게 만들 수 있다. 정교한 제어를 통해 만들어진 DNA 나노구조체는 뛰어난 생체 적합성 등으로 약물전달체로서 밝은 전망을 가지고 있다. 연구진은 11가지 종류의 서로 다른 크기와 모양을 가진 DNA 나노구조체를 제작하여 다양한 세포에 침투시키는 실험을 진행했다. 그 결과, 모든 세포에서 나노구조체의 조밀함*이 높을수록 세포로의 침투도가 높아지는 것을 확인하였다. 구조체의 내부가 채워져있는 조밀함이 높은 나노구조체(L-block, 그림 1 참조)의 경우 같은 무게의 대조군에 비해 15배 이상 향상된 세포 투과도를 나타내었다. *조밀함(compactness) : 부피에 대한 표면적의 비율 KIST 류주희 박사는 “이번 연구 결과로 DNA 접기 기술을 통해 세포 침투 능력이 우수한 나노구조체를 제작하는 것이 가능해졌다. 향후 이 기술로 DNA 나노구조체가 암 치료제와 같은 약물 전달을 위한 전달체로 활용되는데 큰 기여를 할 것으로 기대한다.”고 밝혔다. 다나파버 암연구소(Dana-Farber Cancer Institute)는 하버드 의대 부속병원으로 세계적으로 유명한 암전문 병원이다. KIST는 DFCI와 지속적으로 공동연구를 해왔으며, KIST의 약물전달기술을 DFCI의 임상적으로 유용한 치료타겟에 적용해보는 것을 목표로 공동연구 확대 발전을 위해 KIST-DFCI 현지 랩을 3 년째 운영하고 있다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원을 바탕으로 한 KIST 기관고유사업으로 수행되었으며, 연구결과는 ‘Nano Letters’ (IF : 12.712, JCR 분야 상위 3.45%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Modulation of cellular uptake of DNA origami through control over mass and shape - (제1저자) Maartje Bastings, Frances Anastassacos, Nandhini Ponnuswamy (Dana-Farber Cancer Institute, Post-doc 및 박사과정 학생) - (교신저자) 한국과학기술연구원 류주희 선임연구원 William Shih (Dana-Farber Cancer Institute, Professor) <그림설명> <그림 1> KIST-다나파버 암연구소 공동연구진이 개발한 DNA 접기 기술로 만들어진 다양한 크기와 모양의 DNA 나노구조체. (대조군 2개를 제외한 9개의 구조체만 표현) - 세포 내 투과에 영향을 미치는 나노구조체의 영향을 분석하기 위해 크기와 모양을 비교할 수 있도록 각각 다양한 형태의 나노구조체를 제작 ※ 네모박스는 각각의 나노구조체를 투과전자현미경으로 관찰한 실제 투과 이미지 - 11가지 나노구조체의 조밀함(Compactness, 부피에 대한 표면적의 비율), 비율(Aspectratio, 구조체의 가장 긴 길이/가장 짧은 길이, 원의 경우 1) 등을 계산해서 이러한 수치 중 어떤 수치가 세포내 침투도와 가장 큰 상관이 있는지 분석하였고, 그 결과 나노구조체의 조밀함(나노구조체의 내부가 비워져있느냐 or 채워져있느냐)이 세포 내 침투도와 가장 큰 상관이 있다는 것을 확인