이화여자대학교(총장 김은미) 과학교육과 화학교육전공 박지훈 교수와 식품생명공학전공 김병식 교수, 대구경북과학기술원(DGIST) 화학물리학과 홍선기 교수 공동 연구팀이 머리카락 굵기의 천분의 일에 해당하는 100나노미터 수준의 얇은 코팅층을 만들어 의료기기, 암 진단 등에 새로운 기능성을 부여하는 원천기술 개발에 성공했다. 

이화여대 과학교육과 화학교육전공 박지훈 교수 연구실의 박사과정 김슬비 학생과 식품생명공학과 석사과정 홍신영 학생이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구논문은 코팅 분야 우수 국제학술지인 ‘유기코팅의 진보(Progress in Organic Coatings)’지에 게재됐다.

이화여대-DGIST 공동 연구팀은 생물 소재인 단백질과 폴리페놀을 융합한 복합재료를 만들어 코팅 대상의 종류에 무관하게 아주 얇은 나노코팅층을 형성할 수 있는 기술을 개발했다. 단백질 소재로 사용된 락토페린(lactoferrin)은 우유 특히 초유에 높은 농도로 존재하는 단백질로서 세균과 바이러스에 대항하는 인체 면역 증강 효과를 기대할 수 있을 뿐만 아니라 항암 효과를 비롯해 다양한 질병에 대한 치료 효과가 임상적으로 증명된 바 있다. 

연구팀은 락토페린을 폴리페놀 나노코팅기술과 융합하여 락토페린-폴리페놀 복합재료 나노코팅기술을 개발하는 데 성공했다. 락토페린-폴리페놀 복합재료 나노코팅 기술은 아주 옅은 농도의 락토페린 수용액을 이용하더라도 기존 나노코팅기술 보다 3배 이상 두꺼운 나노코팅층을 형성할 수 있어 코팅 효율이 높다. 연구팀은 락토페린의 농도와 코팅액 산도(pH)를 조절하는 방식으로 코팅층의 두께 조절이 가능함을 밝혀냈다. 이렇게 만들어진 락토페린-폴리페놀 복합재료 나노코팅층은 pH가 매우 높거나 낮은 혹독한 환경이나 높은 농도의 소화효소에 장시간 노출되어도 코팅층이 분해되지 않는 코팅 안정성을 보였다. 또한 생체친화성까지 높아 다양한 의약학적 응용이 기대된다고 연구진은 설명했다.

박지훈 교수는 “이번에 개발된 나노코팅기술은 안정성과 생체친화성이 높아 혈관을 확장하는 스텐트, 스텐트 시술을 수행하는 카테터 등 의료기기에 적용할 수 있고 나아가 표면에 나노코팅 기술이 적용된 나노입자를 활용하면 암 진단 연구에까지 적용 가능할 것으로 기대를 모은다”고 설명했다. 

박지훈 교수팀이 발명한 본 기술 ‘락토페린을 포함하는 나노코팅층 및 이의 제조 방법’은 특허 출원이 완료되어 심사가 진행 중이다. 박지훈 교수는 이화여대 기술지주회사 자회사 주식회사 에코기어의 대표이사로 락토페린-폴리페놀 복합재료 나노코팅기술을 의료기기에 적용하는 응용연구를 통해 제품 개발을 진행 중에 있어 귀추가 주목된다.

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