체외 혈액에서 염증반응을 일으키는 물질만 제거할 수 있는 기술이 개발됐다. 실제 환자와 유사한 실험조건에서도 뛰어난 치료 효과를 나타내, 패혈증 치료의 새로운 길을 제시할 것으로 보인다.

UNIST(총장 이용훈) 바이오메디컬공학과 강주헌, 주진명 교수팀과 분당서울대학교병원 응급의학과 이재혁 교수팀은 적혈구-초상자성 나노입자 기반 체외 혈액정화 기술을 개발했다. 초상자성 나노입자를 활용해 패혈증의 원인 물질을 신속하고 효과적으로 제거할 수 있는 기술이다. 개발된 혈액정화 기술은 돼지 모델을 통한 전임상실험에서 치료 효과와 유효성 또한 검증됐다.

강주헌 교수는 “이번 연구를 통해 단순히 혈액에서 패혈증 원인 물질의 수치를 낮추는 것을 넘어 심혈관과 혈액학적 주요 임상지표가 개선되고 주요 장기의 기능이 회복되는 것을 입증했다”며 “혈액과 주요 장기로부터 다양한 종류의 병원균과 염증성 물질을 사전진단 없이 효과적으로 제거할 수 있어 획기적인 치료 효과를 얻을 수 있었다”고 덧붙였다.

패혈증은 박테리아, 바이러스 등 심각한 감염에 대한 인체의 전신성 이상 염증반응이다. 주요 장기에 기능부전을 일으키며 높은 치사율을 동반한다. 그러나 지금까지 뚜렷한 패혈증 치료법이 존재하지 않았다.

연구팀은 이론적으로 성인 환자의 전혈을 1시간 안에 정화하는데 필요한 자성나노입자의 크기, 크기분포 등을 계산하고 최적화된 값을 예측했다. 새로운 수열 합성법을 개발해 기존보다 뛰어난 자화율과 입자의 균일도가 높은 초상자성 나노입자 합성할 수 있게 됐다.

이렇게 개발된 초상자성 나노입자에 적혈구 세포막 기술을 입혀 기능성 초상자성 나노입자를 개발했다. 혈액 속 병원균을 6L/h의 빠른 유속에서도 쉽게 제거할 수 있으며, 돼지 패혈증 모델에서도 치료 효과를 검증했다.

제 1저자 박성진, 김수현 연구원과 박인원 교수는 “새로 개발한 초상자성 나노입자 합성 기술은 환자의 혈액에 잔류하는 자성 나노입자가 없도록 부작용을 최소화할 수 있어서 안전성 평가에 있어서도 유리할 것이다”고 말했다.

강주헌 교수는 “개발한 기술을 실제 의료현장에서 사용할 수 있도록 의료기기 인증 및 추가 계획 중이다”며 “사전진단 없이 다양한 종류의 병원체를 제거할 수 있기 때문에 신·변종 감염병 유행에 대응할 수 있는 보건안보 전략으로 활용 가능한 새로운 개념의 감염병 치료 기술로 개발할 계획”이라 강조했다.

그러니까,, 음 다 이해하셨죠?ㄷㄷ

그렇답니다…병원균을 어떻게 인식하고 붙는지..

신기하네요

그래서 GPT 에게 물어보니…

적혈구 세포막 기술(RBC membrane technology)은 나노입자 표면을 적혈구 세포막으로 코팅하여 다양한 생물학적 응용에 사용하는 혁신적인 기술입니다. 이 기술을 세균 포집 및 제거에 적용하는 과정은 다음과 같습니다:

### 적혈구 세포막 코팅 나노입자의 준비

1. **적혈구 세포막 추출**:
- 적혈구로부터 세포막을 추출합니다. 이를 위해 적혈구를 원심분리하여 세포를 침전시키고, 세포막을 분리해 냅니다.

2. **나노입자 준비**:
- 자기 나노입자를 합성합니다. 이 나노입자는 보통 철 산화물(마그네타이트)로 만들어지며, 매우 작은 크기(나노미터)를 가집니다.

3. **세포막 코팅**:
- 추출된 적혈구 세포막을 자기 나노입자의 표면에 코팅합니다. 이를 위해 세포막과 나노입자를 섞어 물리적 또는 화학적 방법으로 결합시킵니다. 적혈구 세포막은 나노입자를 감싸면서 표면을 자연스러운 세포막으로 덮습니다.

### 적혈구 세포막 코팅의 장점

1. **면역 회피**:
- 적혈구 세포막은 몸의 면역 시스템에 의해 인식되지 않기 때문에, 나노입자가 면역 반응을 일으키지 않고 장시간 혈류 내에 머물 수 있습니다.

2. **바이오컴패터빌리티**:
- 적혈구 세포막은 본래 생체 조직의 일부이므로, 나노입자의 생체 적합성이 크게 향상됩니다.

3. **세균 포집 능력**:
- 적혈구 세포막은 세균과 자연적으로 상호작용할 수 있는 단백질과 당분을 포함하고 있어, 특정 세균과의 결합을 촉진할 수 있습니다.

### 세균 포집 및 제거 과정

1. **혈액 내 혼합**:
- 적혈구 세포막 코팅 나노입자를 혈액에 혼합합니다. 이 나노입자는 혈액 내에서 세균과 상호작용하여 결합할 수 있습니다.

2. **세균 포집**:
- 적혈구 세포막 표면의 자연적인 단백질과 당분이 세균과 결합하여 세균-나노입자 복합체를 형성합니다.

3.

### 세균 포집 및 제거 과정 (계속)

3. **세균 포집**:
- 적혈구 세포막 표면의 자연적인 단백질과 당분이 세균과 결합하여 세균-나노입자 복합체를 형성합니다.

4. **자석을 이용한 제거**:
- 외부에서 강력한 자석을 사용하여 혈액 내의 세균-나노입자 복합체를 물리적으로 끌어당겨 제거합니다. 이 과정에서 나노입자는 세균과 함께 이동하여 혈액에서 제거됩니다.

### 연구 사례

적혈구 세포막 코팅 기술은 여러 연구에서 성공적으로 활용되고 있습니다. 예를 들어, 패혈증과 같은 심각한 세균 감염 치료를 위해 적혈구 세포막으로 코팅된 나노입자가 사용되었습니다. 이 나노입자는 혈액 내에서 세균과 효과적으로 결합하여 자석을 이용해 제거될 수 있었습니다.

또한, 이 기술은 약물 전달 시스템에서도 활용될 수 있습니다. 적혈구 세포막 코팅 나노입자는 면역 회피 특성 덕분에 체내에서 더 오랫동안 순환할 수 있으며, 특정 세포나 병원체를 타겟으로 하는 데 효과적입니다.

### 장점과 도전 과제

**장점**:
- **면역 회피**: 적혈구 세포막 덕분에 나노입자가 면역 시스템에 의해 제거되지 않고 더 오래 혈류 내에 머물 수 있습니다.
- **생체 적합성**: 적혈구 세포막은 본래 생체 조직의 일부이므로 나노입자의 생체 적합성이 높습니다.
- **세균과의 상호작용 촉진**: 적혈구 세포막 표면의 단백질과 당분이 세균과의 결합을 촉진합니다.

**도전 과제**:
- **제조 공정의 복잡성**: 적혈구 세포막을 추출하고 나노입자에 코팅하는 과정이 복잡하고 비용이 많이 들 수 있습니다.
- **안전성 및 효능 검증**: 임상 적용을 위해서는 나노입자의 안전성과 효능에 대한 추가적인 연구와 검증이 필요합니다.

라는군요,,ㄷㄷ