건국대, 옥스퍼드대와 협력해 정밀 약물 전달 마이크로로봇 개발… 난치병 치료 새 지평 열까

노형석 기자

작성일 2026-07-25 08:02

건국대학교 김준영 교수 연구팀이 영국 옥스퍼드대학교, 사우스햄튼대학교 연구진과 손잡고 위장관의 복잡한 생리적 장벽을 극복하는 혁신적인 ‘다단계 약물 전달 마이크로로봇’ 개발에 성공했다. 이번 연구 성과는 세계적인 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재되며 그 우수성을 인정받았다.

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

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 자성 마이크로로봇과 혈소판막으로 코팅된 나노입자를 결합한 새로운 플랫폼을 구축했다. 마이크로로봇 내부에 항암제를 탑재한 나노입자를 넣고 외부 자기장으로 목표 부위까지 이동시킨다. 특히 위산 환경에서는 약물을 보호하고 장에 도달하면 나노입자를 방출하는 pH 반응형 보호막을 적용했다. 방출된 나노입자는 혈소판막 단백질을 이용해 대장암세포에 선택적으로 결합하는 방식으로 작용한다.

실험 결과, 개발된 마이크로로봇을 이용해 나노입자를 전달했을 때, 기존 방식 대비 암 조직 모사체 내 나노입자 잔류량이 약 4.6배 증가했으며, 대장암세포에 대한 독성 효과도 최대 4.3배 향상된 것으로 나타났다. 돼지 위·장 조직을 이용한 체외 실험에서도 마이크로로봇은 실제 위장관 환경과 유사한 조건에서 안정적으로 이동하며 활용 가능성을 입증했다.

이번 연구는 장기 수준의 이동성과 세포 수준의 표적 기능을 결합하여 기존 약물 전달 시스템의 한계를 보완했다는 점에서 큰 의미를 지닌다. 김준영 교수는 “이번 연구는 마이크로로봇의 능동적 위치 제어와 생체모방 나노입자의 암세포 표적 기능을 결합한 새로운 약물 전달 전략을 제시한 것”이라며, “향후 동물 모델에서의 검증을 통해 정밀 경구 약물 전달 기술로 발전할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

이번 연구는 건국대학교, 옥스퍼드대학교, 임페리얼 칼리지 런던, 사우스햄튼대학교, 울산과학기술원(UNIST) 연구진의 공동 노력으로 이루어졌으며, 한국보건산업진흥원, 한국연구재단, 영국 왕립학회 등의 지원을 받아 수행됐다.