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제목 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 미세혈관 내 약물 전달 예측 연구
작성자 관리자 작성일 2017-06-07 15:26:24 조회수 175
암의 치료과정에 큰 어려움을 주는 요인은 기존의 항암제가 질환 부위뿐 아니라 정상 조직까지 파괴하는 부작용을 가진다는 점이다. 이러한 이유로 약물의 부작용을 최소화하고 질환 부위로의 전달 효율을 높이는 약물 전달 (Drug delivery)에 대한 연구가 활발하다. 대표적인 연구는 나노 사이즈 약물 전달체 (drug carrier)를 이용한 약물을 전달하는 방법으로, 약물 전달체의 디자인 또는 특성에 따라 전달 효율이 달라지는 현상을 이용하여 최적화된 약물 전달체를 설계하게 된다. 하지만 다양한 약물 전달체의 전달효율을 측정하기 위한 실험들은 매우 제한적이고, 동물실험을 통해 얻어진 약물 전달체를 임상실험에 적용하는 평가 근거를 제시하는데 한계가 있다. 

본 연구실에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 미세혈관 내 약물의 전달 효율을 평가할 수 있는 수학적 모델을 개발하였다. 혈액의 약 45%를 차지하는 적혈구가 미세혈관을 흐를 때, 혈관이 나뉘는 지점에서 비대칭적으로 이동하는 플라즈마 스키밍 (plasma skimming)이 나타난다. 본 연구진이 개발한 일반화된 플라즈마 스키밍 (generalized plasma skimming) 모델은 이러한 적혈구의 이동 특성을 다양한 약물 전달체에 적용할 수 있도록 개발된 모델이다. 이 모델을 이용하여 3차원 미세혈관계에서 약물 전달체 분포를 예측하는 시뮬레이션을 진행하였고, 이를 통해 실질적으로 구현이 어려운 미세혈관 내 약물의 분포를 정량적으로 나타낼 수 있었다. 또한 이론적인 모델의 적합성을 검증하고 보완하기 위해 마이크로플루이딕 (microfluidic) 채널 실험을 동시에 수행하면서 임상에서 적용 가능한 수준의 연구로 확장하고 있다. 일반화된 플라즈마 스키밍 모델은 암 치료를 위한 기초 연구로써 개인 별 질환에 따른 맞춤형 약물을 설계하고 평가 하는데 효과적인 가이드라인을 제공할 것으로 기대된다.



센터명 : 웨어러블 헬스케어 융합연구실
작성자 : 이태린/연구실장
Email:  taerinlee@snu.ac.kr

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