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항생제 내성균을 파괴하는 마이크로모터


 

(As it dissolves, this micromotor spins though liquid, releasing bacteria-killing compounds. Credit: ICIQ)

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과학자들은 항생제 내성균에 대응하기 위해 물리적인 방법으로 세균을 파괴하는 기술도 시도하고 있습니다. 항생제라는 화학 무기 공격에 강한 세균이라도 물리적인 힘에는 약할 것이기 때문입니다. 문제는 다른 세포는 파괴하지 않고 세균만 파괴할 수 있는 방법을 개발하는 것입니다.

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스페인의 카탈로니아 화학 연구소 (Institute of Chemical Research of Catalonia (ICIQ) in Tarragona, Spain)의 과학자들은 두 가지 방법을 혼용한 마이크로모터를 개발했습니다.

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마치 사극에서 적의 진격을 막을 때 쓰는 삼각못처럼 생긴 이 마이크로모터는 인산은 (silver phosphate) 결정으로 되어 있으며 지름은 5마이크로미터 수준입니다. 마이크로모터가 회전하면서 항균 작용을 하는 원리는 사실 간단합니다. 일단 물에 넣은 후 빛으로 자극하면 은 이온과 산소, 자유 라디칼이 용해되면서 주변에 있는 세균의 세포막을 공격합니다.

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물론 이는 정상 세포에도 나쁜 영향을 주긴 하지만, 크기가 작은 세균 쪽이 사람 세포보다 훨씬 취약할 수밖에 없습니다. 여기에 더해 마이크로모터가 이온과 산소를 뿜어내면서 그 추진력으로 여기 저기 움직이기 때문에 더 효과적으로 세균을 파괴하거나 약화시킬 수 있습니다.

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생김새를 보면 마치 회전하면서 세균을 찢는 용도 같지만, 그랬다간 정상 세포도 찢을 수 있기 때문에 그건 아니고 주로는 화학적인 방법으로 세균을 공격하되 물리적 힘으로 움직이기 때문에 더 효과적인 항균 능력을 발휘할 수 있는 방식입니다. 연구팀은 이 마이크로모터가 그람 음성균인 대장균이나 그람 양성균인 황색포도상구균에 모두 효과적이라는 사실을 확인했습니다.

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연구팀이 개발한 마이크로모터는 빛으로 활동성을 조절할 수 있어 항생제처럼 인체 전체에 영향을 주는 대신 국소적으로 투여해서 감염 부위만 치료할 수 있을 것으로 보입니다. 가장 유망한 경우는 항생제 내성균에 감염된 만성 상처를 치료하는 경우입니다. 원리상 세균이 내성을 확보하기 힘들기 때문에 안전성과 효과를 확인하면 항생제 내성균에 효과적인 치료가 될 수 있습니다.

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상용화는 멀었지만, 항생제 내성균을 죽이는 마이크로 모터나 마이크로 로봇은 현재 활발히 연구되고 있습니다. 가까운 미래에 세균 잡는 마이크로 로봇이 등장할 수 있을지 주목됩니다.

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참고

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https://newatlas.com/medical/bacteria-resistant-nanocrystal-silver-light/

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202303137

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