□ 과학기술진흥기구 연구개발전략센터(CRDS)는 나노·소재분야 분과회에서 「나노·소재연구가 실현되는 신흥 감염병 대응능력 지속적 강화~포스트코로나 시대를 향하여~」핵심 연구를 발표(’21.2)

○ 감염증 극복에 기여할 것으로 기대되는 나노·소재기술에 관해 CRDS가 실시한 예비적 검토를 근거로 하여 핵심 연구를 발표

1) 미래 의료기반기술을 창출하는 나노기술·소재

 - 체내에 작은 시스템(나노 머신*)을 투입하여 검출·진단·치료를 실시하는「체내 병원」실현을 목표로 연구 추진 중(‘45년 실현 목표)

      ​

  * 나노머신은 바이러스 정도의 크기가 되어야 하는데, 이를 실현하는 것이 분자기술임

 - mRNA 백신(전령 리보핵산 백신)에는 생리환경 하에서 mRNA의 불안정성 및 과도한 면역반응 야기 등의 문제가 있는데, 고분자 미셀형 나노머신을 사용할 경우 mRNA를 안정화하여 전달

 - 코로나와 혈전증은 매우 깊은 관계를 맺고 있는데, 심부정맥혈전증이나 폐혈전증, 뇌경색, 심근경색이 코로나의 3대 사인 중 하나로 등장

 - 현재 추진 중인 연구가 코로나 관련 혈전증 발병 메커니즘 이해를 위한 연구이며, 코로나 환자와 일반 혈전증 환자의 혈액을 채취하고, 그 데이터를 딥러닝 중임

 - 코로나 환자 중에서도 증상이 가벼운 환자는 다리의 이상, 중증일경우 뇌경색이나 뇌색전증으로 이행하므로 그 비율 또한 정량화할 수 있을 것으로 기대

 ​

2) 진단･바이러스 검출･감염예방 관련 혁신적 나노기술･소재

 - 바이오칩은 ‘90년대부터 세계적으로 연구가 시작되어 DNA 어레이칩의 의료적 응용은 이미 이루어졌으나, 단백질 마이크로어레이 바이오칩의 경우 이화학연구소 벤처와 대형 제약회사가 최초로 임상 응용 실현

 - 여러 단백질을 고정화할 수 있기 때문에 다양한 단백질을 동시에 어레이화 가능하며, 자기항원 바이러스 및 세포 등도 고정화할 수 있어 그 위에서 다양한 검사 가능

 - 동 연구실은 4~5년 전부터 막에 의한 바이러스 제거 실험을 실시해 왔으며, 바이러스의 크기는 인플루엔자 및 SARS、코로나19가 직경 100-120nm 정도로 노로 바이러스는 35nm 정도임

 - 액정 분자의 자기조직화를 이용하여 결함이 없고 균일한 나노 구조막을 형성하는 연구에 성공하였으며, 이를 수중 바이러스를 제거하는 분리막으로서 활용할 수 있어 25nm 크기의 Q β바이러스의 경우 99.9999% 제거 가능

3) 미래 의료를 위한 최첨단 과학기술

 - 나노포어기술에서는 인플루엔자 바이러스를 아형(아류형)까지 식별, 마이크로포어기술로는 100nm～10µm로 폭넓은 크기의 바이오 에어로졸을 한꺼번에 검출할 수 있으며 모두 기계학습과 조합함으로써 식별능력 향상

 - 신규의약품 개발의 고효율화, 속도 향상을 위해서는 AI가 스스로 분자를 디자인하는 신약개발 AI 및 시뮬레이션 기술을 결합하는 것이 중요

 - 원격의료, 원격조작을 실현하는 로봇 활용에 기대가 높아지고 있으며, 수술로봇의 안전한 조작을 위해서는 시각정보와 함께 촉각 정보 제시 필요