- 부산대 윤인수 교수 연구팀·동아대 황이택 교수 연구팀 공동연구 성과

- 미네랄 매트릭스 인캡슐레이션 기반 마이크로복합체 경구 전달 플랫폼 개발

- 국제학술지 『Food Chemistry』 게재…난용성 천연물 생체이용률 개선 전략 제시

항산화·항염 등 효과는 좋지만 물에 잘 녹지 않아 몸에 제대로 흡수되지 못하던 천연 생리활성 물질을, 탄산칼슘 기반의 미세 전달체에 담아 경구 흡수 효율을 높이는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

부산대학교(총장 최재원) 제약학과 윤인수 교수 연구팀은 동아대학교 식품생명공학과 황이택 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 베타-사이클로덱스트린(β-Cyclodextrin)으로 안정화된 탄산칼슘(CaCO₃) 마이크로복합체*를 미네랄 매트릭스 인캡슐레이션(MME) 플랫폼으로 제조하고, 이를 이용해 천연 생리활성 물질인 루테올린을 효과적으로 담지해 생체 내 약물전달 효율을 높이는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

* 마이크로복합체(microcomposite): 유기·무기 성분이 결합된 미세 구조의 복합 입자로, 약물을 안정적으로 담지하고 전달 효율을 높일 수 있는 제형 기술

인체에 유익한 다양한 생리활성을 가지는 파이토케미컬* 중 상당수는 물에 잘 녹지 않아 경구 투여 시 체내 흡수율이 낮아져서 의약품 및 기능성 소재로 활용하는 데 한계가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구팀은 탄산칼슘 기반 마이크로복합체 전달 시스템을 개발해 난용성 파이토케미컬인 루테올린의 경구 전달 효율을 개선하는 데 성공한 것이다.

* 파이토케미컬: 식물에서 생합성되며 인체에 흡수되면 항산화 작용과 세포 보호 등 건강 유지에 중요한 역할을 해 ‘제7의 영양소’로도 불리고 있는 생리활성 유기화합물

루테올린은 항산화·항염 등 다양한 생리활성을 가진 플라보노이드 계열 천연물로서 의약품 및 기능성 소재로의 활용 가능성이 높다. 그러나 낮은 수용성으로 인해 경구 투여 시 체내 흡수율이 낮다는 한계가 있어 실제 임상적 활용에 어려움이 있었다. 이러한 난용성 생리활성 물질의 낮은 생체이용률 문제는 의약품 및 기능성 소재 개발 과정에서 중요한 기술적 과제로 인식되고 있다.

연구팀은 β-사이클로덱스트린과 루테올린의 복합체 형성과 동시에 탄산칼슘을 형성하는 MME 플랫폼을 활용해 약물을 내부에 포집하는 마이크로복합체 구조를 설계했다. 이러한 구조는 다공성 특성을 통해 약물 용출 특성을 개선하고 장내 흡수 효율을 높일 수 있도록 설계됐으며, 실험 결과 해당 제형은 기존 루테올린 제형 대비 경구 생체이용률을 향상시키는 효과를 보였다.

이번 연구는 난용성 천연물의 낮은 생체이용률 문제를 개선할 수 있는 새로운 제형 기술을 제시한 것으로, 향후 다양한 천연물 및 약물의 경구 전달 시스템 개발에 활용될 가능성을 보여준다.

이번 연구는 부산대 윤인수 교수와 동아대 황이택 교수가 공동 교신저자로 총괄했고, 부산대 제약학과 홍정기·강예지 연구원과 대구경북첨단의료산업진흥재단 서성욱 박사가 공동 제1저자로 진행했다.

연구 결과는 식품 과학 분야의 권위 있는 국제 학술지인 『푸드 케미스트리(Food Chemistry)』 4월 1일자에 게재됐다.

- 논문 제목: Calcium carbonate hybrid microcomposite for oral delivery of luteolin, a poorly water-soluble phytocompound(물에 잘 녹지 않는 식물성 화합물인 루테올린의 경구 투여를 위한 탄산칼슘 하이브리드 마이크로복합체) - 논문 링크: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S030881462504854X

해당 연구는 과학기술정보통신부(MSIT) 지원을 받은 한국연구재단 중견연구자 지원사업과 기후에너지환경부 재원의 환경산업기술원 생물소재 특성화대학원 사업을 통해 수행됐다.

윤인수 부산대 교수는 “이번 연구는 난용성 천연물의 낮은 생체이용률 한계를 개선할 수 있는 마이크로복합체 기반 전달 기술을 제시한 것으로, 향후 루테올린뿐 아니라 다양한 생리활성 물질로 확장 가능한 경구 전달 플랫폼으로 발전할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

황이택 동아대 교수(㈜엠베스티 대표이사)는 “해당 기술은 비용 절감, 공정 단순성과 확장성을 기반으로 산업 적용 가능성이 높은 전달 기술”이라며 “향후 기능성 소재, 식품 및 의약 분야에서 실질적인 활용으로 이어질 수 있을 것”이라고 전망했다.

한편, ㈜엠베스티는 이번 MME 플랫폼 기술을 기반으로 중소벤처기업부의 기술창업 지원 프로그램인 TIPS(팁스)를 수행하고 있다.



참고자료 1. 연구 관련 추가 설명 자료(그림은 파일로도 별첨) 2. 연구진 사진(파일 별첨)

참고자료 1

연구 이미지



그림 설명

(그림1) 루테올린이 함유된 탄산칼슘 하이브리드 마이크로복합체의 개략도

2. 부산대 및 동아대(㈜엠베스티) 연구진 사진(별첨)- 왼쪽부터: 윤인수 교수(부산대 제약학과), 황이택 교수(동아대 식품생명공학과, ㈜엠베스티 대표이사), 홍정기 연구원(부산대 제약학과), 강예지 연구원(부산대 제약학과), 서성욱 박사(대구경북첨단의료산업진흥재단 신약개발지원센터)