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기계연, 리포솜 대량생산 가능한 미세유로 칩 개발 기술개발로 기능성화장품 핵심원료 대량 생산 청신호
이충욱 기자 | culee@beautynury.com 플러스아이콘
입력 2021-09-17 10:20 수정 2021-09-17 10:26

한국기계연구원이 개발한 리포솜 대량 제조를 위한 미세유로 칩(사진제공-한국기계연구원)

한국기계연구원 연구진이 화장품과 기능성식품의 핵심원료 '리포솜'을 균일하게 대량으로 제조하는 미세유로 칩 양산 기술 개발에 성공했다. 

16일 한국기계연구원에 따르면 유영은 나노공정장비연구실 책임연구원 연구팀은 대량생산이 용이한 플라스틱 소재를 이용해 미세유로 칩을 설계했다. 이를 제조할 수 있는 사출 성형과 패키징 기술을 개발해 지금까지 연구용으로만 쓰이던 미세유로 칩의 실용화를 앞당겼다.

이번에 개발된 미세유로 칩은 1만개 이상의 미세한 유로에서 리포솜을 대량으로 제조할 수 있다. 지질나노입자인 리포솜은 기능성 화장품이나 식품, 백신, 단백질 의약품 등의 핵심 원료로 쓰인다.

차세대 의약품이나 기능성 식품, 화장품을 개발하기 위해서는 핵심 원료인 핵산이나 노화 방지 물질 등의 다양한 활성 물질을 외부 환경으로부터 보호하고, 손실 없이 세포 내부 등 필요한 곳으로 효율적으로 전달해야 한다.

이런 전달체로 지질나노입자가 쓰이는데, 지질나노입자를 적용하는 제품에 따라 수십~수백 나노미터의 미세한 크기로 균일하게 제조하는 것이 중요하다. 리포솜은 이런 지질나노입자 중 주목받는 하나로 새로운 약효나 기능성을 발견하기 위해 더 작은 크기의 리포솜을 균일하게 제조하려는 노력이 지속되고 있다.

리포솜은 대부분 구형이나 타원형이고, 크기는 매우 작은 것(0.025 마이크로미터)부터 큰 것(2.5 마이크로미터)까지 다양하며 층의 수에 따라 단일층, 이중층, 여러 개의 이중층 등으로 구분된다. 이 빈 공간에 항미생물, 항산화 물질, 불안정한 물질 등 여러 가지 성분을 넣을 수 있다는 것. 이뿐 아니라 리포솜이 세포에 닿으면 세포막을 구성하는 인지질과 섞이면서 리포솜 내부와 세포 내부가 서로 연결되어 물질이 효과적으로 전달되기 때문에 약물 전달 시스템으로서 활발하게 연구되고 있다.

​덩달아 좋은 성분을 피부 속까지 잘 전달해야 하는 화장품 분야도 리포솜을 적극 활용하는 중이다. 콜라겐, 엘라스틴, 히알루론산 같은 고분자 성분이나 불안전한 성분들을 리포솜 속에 넣으면 피부 속으로 안전하고 효과적으로 스며들 뿐 아니라 장시간에 걸쳐 적절한 만큼의 성분을 계속 방출시키기 때문. 

일반적으로 리포솜을 대량으로 얻기 위해서는 수용액에 혼합된 지질 액적을 초음파로 분쇄하거나 고압으로 유로를 통과시키며 분쇄하는 방식을 쓰고 있다.

하지만 생산성이 낮아 실용화에 어려움을 겪고 있다. 이에 연구팀은 미세구조 설계와 성형 및 패키징 기술을 바탕으로 플라스틱 칩 위에 1만 개 이상의 미세유로를 형성했다.

지질 용액과 친수성 용액을 통과시키며 혼합하는 방식으로 수십~수백 나노미터 크기의 리포솜을 균일하게 대량으로 제조하는데 성공했다.

연구팀은 핵심기술을 연구소기업 네오나노텍에 기술이전하고, 연구개발용 장비 상용화에 성공했다.

유영은 책임연구원은 “이번 성과로 백신 등 차세대 의약품, 기능성 식품 및 화장품 등의 핵심 원료인 균일한 지질나노입자의 양산화와 차세대 현장형 진단 기술의 실용화에 기여할 수 있을 것”이라며 “앞으로 상용화 수준의 미세유로 칩 설계 및 제조 기술을 지속 개발해 제약과 식품, 화장품 및 진단 산업에서의 소재, 부품 및 제조 솔루션을 제공할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.
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