단국대학교

정재환 교수(제약공학과) 연구팀이 나노종합기술원 이경균 박사팀, 한국공학대학 김용태 박사와 공동으로 주사 없이 붙이는 패치만으로 폐암을 조기 진단할 수 있는 기술을 개발했다. 

△정재환 교수(제약공학과), 김우진 동문(제약공학 석사과정 졸업)

정 교수가 개발한 기술은 엄지손가락 크기의 하이드로겔 마이크로니들(Hydrogel Microneedle) 패치를 피부에 간단히 부착해 폐암을 진단하는 비침습 마이크로 RNA 분석 시스템이다.

피부에 존재하는 간질액(Interstitial Fluid)에는 수분과 영양분 외에 암과 같은 질환에서 비정상적으로 발현되는 마이크로 RNA(miRNA)가 포함되어 있다. 기존 마이크로니들 패치는 페암 환자에게 나타나는 바이오마커인 miR-21, miR-155, miR-210를 한꺼번에 추출하기 어려워 중증 질환의 조기 진단에 한계가 있었다. 

연구팀은 기존의 하이드로겔 마이크로니들에 삼투압제와 습식가교법(젖은 상태에서 고분자끼리 단단히 연결되는 방식)을 적용해 간질액의 추출량과 흡수력을 극대화 시켰다. 연구팀이 개발한 패치는 10분 이내에 검사가 가능한 수준의 간질액이 추출된다. 

△하이드로겔 마이크로니들 패치(오른쪽 상단)를 이용한 폐암 진단 시스템

또한 극미량의 마이크로 RNA에서도 정확한 검사 결과를 검출할 수 있도록 고감도 유전자 증폭 기술인 디지털 드롭렛 PCR(ddPCR) 기법을 도입했다. 이 기법은 기존 PCR검사(유전자증폭검사)에 비해 검출 민감도가 100배 이상 뛰어나다.

정재환 교수는 “이번 연구는 폐암 외에도 다양한 암에 적용 가능한 진단 플랫폼으로 확장성이 크다”며 “비침습, 초고감도, 다중 진단이라는 강점을 바탕으로 미래형 개인 맞춤형 암 진단 기술 개발에 기여할 것”고 밝혔다.

이번 연구 성과는 화학공학분야 국제 학술지인 ‘Chemical Engineering Journal’(IF: 13.4, JCR: 상위 3.1%) 최신호(2025년 제516권)에 게재됐다. 논문명은 「Ultrasensitive and non-invasive multiplex miRNA detection for lung cancer diagnostics using hydrogel microneedles-integrated droplet digital PCR(하이드로겔 마이크로니들 기반 디지털 PCR을 이용한 초고감도 비침습 폐암 다중 miRNA 진단 기술」.

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