바이오인

나노약물 전달체를 이용한 스마트 나노메디신

◈ 목차

1. 개요

2. 기술동향

3. 산업동향

4. 정책동향

5. 시사점

요약

■ 나노메디신 (nanomedicine)은 나노입자 물질 및 구조를 활용하여 질병을 표적 진단·치료하는 기술로, 진단 정확도를 높이고 투여 약물의 빠른 대사를 도와 의학 분야의 혁신적인 발전을 주도

- 기존 화학치료는 다량의 약물 투여로 인체에 부담을 준다는 단점이 있었으며, 이를 극복하기 위하여 나노메디신 분야는 부작용 최소화, 전달 효율 최대화를 목표로 기술 개발

■ 나노메디신은 표면 개질화, 나노입자 전달체, 전달물질의 조합을 통해 설계·제작

- 표면 개질화: 질병세포에 대한 표적능력 및 생체 환경 극복을 위한 시스템 확보

- 나노입자 전달체: 많은 양의 전달 물질을 담지하고, 표적 질병세포까지 안전하게 전달

- 전달물질: 표적 질병모델에 대한 치료 및 진단 이미징

■ 나노메디신의 효율적인 작동을 위해서는 생체 환경 극복, 동일 기능 약물의 높은 재현성 확보, 생산 최적화가 필수

- 나노메디신이 주입되었을 때 체내 존재하는 면역 단백질이 부탁되어 면역 반응이 유발되는 ‘단백질 코로나 현상’을 극복하기 위해 나노메디신 표면의 방오 물질 코팅, 기능성 단백질 코팅, 세포막 (적혈구, 혈소판 등) 활용 등이 개발

- 그 외 광열·광역학 치료, 면역원성 세포사 (Immunogenic cell death, ICD) 유도, 지질 나노입자 활용을 통한 mRNA 백신 개발 등이 활발히 진행

■ 전 세계 나노의학 시장 규모는 2022년 1,390억 달러로 평가되었으며, 2032년 3,580억 달러로 성장 예상

- 응용 분야에 따라서는 약물 전달 및 이식, 치료제, 활성 이식, 생체 내 이미징, 체외 진단으로, 나노재료 형태에 따라서는 나노입자, 나노튜브, 나노쉘 및 나노장치로 시장 세분화

■ 우리나라는 나노기술 기반 약물 전달 시스템 (Drug Delivery System, DDS) 및 나노 세라노스틱스(Theranostics) 관련 연구를 중점 진행하고 있으며, 나노메디신 상용화 기술의 선점을 통해 글로벌 시장에서의 경쟁력 확보 필요

◈본문

01. 개요

1. 작성 배경

■ 고도화된 나노기술을 이용하는 나노메디신 (Nanomedicine)은 진단 (Diagnosis) 정확도를 향상시키고, 바이오마커 (Biomarker)를 찾아내 약물 전달 시스템을 효율적으로 이용하여 의학 분야에서 혁신적인 발전 주도

■ 효율이 적어 많은 양을 투여하는 과정에서 부작용을 유발하는 기존 화학적 치료(Chemotherapy)와 달리 나노메디신은 암과 주변 환경을 이용해 표적으로 약물 전달

→ 다양한 전달 구조체를 이용해 집약적으로 약물을 전달하거나 시너지 치료 (광열, 광역학치료 등) 실현

그림 1. 기존 화학 항암 치료의 부작용

■ 이러한 장점은 나노메디신이 기존의 항암 치료 시장을 대체하고 전달 치료시장을 주도할 수 있는 발판을 마련 (그림 2)

→ 나노메디신 시장은 매년 성장 중으로 2030년 북미 기준 9641억불 달성 예측

■ COVID-19 팬데믹으로 인해 지질 나노입자 (Lipid Nanoparticle, LNP)를 기반으로 하는 나노의약품이 현 백신 시장 주도

→ ‌ 불안정한 RNA의 안정성을 높여 나노의약품의 중요성을 부각했으며, 이를 통해 LNP 기술을 이용한 암, 자가면역질환등에 대한 치료용 백신으로 질환별 표적화 연구도 활발히 진행

→ ‌나노의학의 폭넓은 응용은 코로나바이러스와 같은 바이러스성 질병의 검출, 예방 및 치료를 위해 고안된 새롭고 혁신적인 솔루션을 도입할 수 있는 기회

그림 2. 미국 나노메디신 시장 규모 현황 및 전망 (2020~2030) 

■ 나노의학은 약물의 빠른 대사를 도와 당뇨, 심혈관 질환, 치매, 암 및 기타 질환 등 만성 질환 치료에 널리 사용

→ ‌ 의료 및 의약품 분야에서는 최첨단 치료와 제품 (예: 비침습 수술 도구, 고급 의료 센서 및 휴대용 영상 장치)가 도입되었지만, 가능한 치료와 환자의 필요 사이에는 여전히 큰 격차 존재

→ ‌나노의학은 적절한 비율과 실제 전달 속도로 표적 부위에 약물을 전달하는 데 용이하며, 복잡한 질병의 요구 조건 충족

■ 나노의학 시장의 확대는 생명을 위협하는 질병의 예방에 대한 수요 및 미국의 연구자금 증가에 의해 견인되고 있으며, 아시아 태평양 지역은 나노과학·기술과 관련된 컨센서스 회의 적극 추진

→‌ 2022년 8월 중국 베이징에서 제9회 나노과학기술 국제회의(China NANO)가 개최되어 과학 진보, 특정 산업 분야의 발전, 기술 혁신, 새로운 기회 및 문제 확산을 공표

→ ‌이러한 활동에 대한 대중참여 증가로 인해 나노의학 분야는 지속적으로 크게 확장될 것으로 예상

 ■ 나노화학, 생명기술의 융합을 통해 다양한 치료 모델 디자인이 가능한 나노메디신 연구는 차세대 치료제로 국제적인 제약산업을 선도하는 스타트업도 등장

→ BIKANTA(북미), RS research(독일), OPER TECHNOLOGY(중국), Vaxinano(프랑스), Spago nanomedical(스웨덴) 등이 활발한 연구 진행 중

그림 3. 제약산업을 선도하는 주요 나노메디신 스타트업

...................(계속)

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