중앙대학교 융합공학부 최종훈 교수와 의과대학 강신혁 교수 공동연구팀이 기존 항생제 치료가 어려운 만성창상에서 발생하는 다제내성 세균(MDR) 감염을 정밀하게 타격할 수 있는 광감응성 금-산화아연 복합 나노입자(Au/ZnO-Con A)를 개발했다. 해당 연구 결과는 나노기술 분야 권위 학술지 Nano Convergence에 게재됐다.

항생제 내성은 전 세계적으로 심각한 보건 위협으로 대두되고 있으며, 특히 병원 내 감염과 만성 상처 치료에서 광범위한 문제를 일으키고 있다. 이번 연구는 항생제 내성균과 그로 인해 형성되는 생체 내 바이오필름을 효과적으로 제거할 수 있는 차세대 항균 플랫폼을 제시하였다.

▲(왼쪽부터) 융합공학부 최종훈 교수, 의과대학 강신혁 교수

연구팀은 광열 효과와 광촉매 효과를 동시에 낼 수 있는 금-산화아연(Au/ZnO) 복합체 나노입자에 세균의 표면 당지질(LPS)에 특이적으로 결합하는 렉틴 단백질인 콘카나발린 A(Con A)를 결합시켰다. 이 나노입자는 가시광선 조사 하에서 활성산소를 생성하고 열을 방출하여(Photothermal effect), 항생제 내성 세균을 선택적으로 사멸시키고 바이오필름 제거 효과를 극대화하였다.

연구 결과에 따르면, 개발된 나노입자는 세균에 대한 특이적 결합 능력과 함께, 세포 독성은 낮고, 특히 Gram-negative 계열의 대표적인 다제내성 세균 Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii에 대해 강력한 항균 및 바이오필름 억제 효과를 보이는것을 입증하였다. 또한 마우스 피부 감염 모델에서 감수성을 갖는 항생제와 유사한 수준의 상처 치유 효과를 보이며, 생체 내 치료 효능과 안정성을 동시에 확보했다.

자세한 연구 내용은 국제 저명 학술지 ‘Nano Convergence (IF :13.5)’ 에 게재된 ‘Photocatalytic effect of gold-zinc oxide composite nanostructures for the selective and controlled killing of antibiotic-resistant bacteria and the removal of resistant bacterial biofilms from the body’ 논문을 통해 확인할 수 있다.