특허 개요
본 특허는 칼슘 이온과 AMP·ATP 같은 리간드를 결합해 형상과 방출 특성을 조절하는 자가조립 복합체입니다. 칼슘 이온이 리간드의 인산기와 배위결합해 복합체 골격을 만들고, 리간드 사이의 π-π 상호작용 및 수소결합이 가역적 조립·분해를 보조합니다. AMP와 ATP의 종류·배합비를 조절하면 니들, 섬유질, 구형 구조로 형상을 전환할 수 있으며, 유효성분을 함께 담지한 뒤 완충용액 환경에서 자가분해에 따라 방출되도록 구성합니다.
- 핵심 기능
칼슘 이온과 AMP 또는 ATP를 반응시켜 가역적으로 조립·분해되는 복합체를 형성하고, 리간드 조성에 따라 복합체 형상을 조절합니다. 유효성분을 복합체 형성 과정에서 담지한 뒤, 완충용액에서의 자가분해를 이용해 방출 속도와 기간을 조절합니다.
- 차별 강점
기존 HA·TCP계 골 재생 충전재는 열·마이크로웨이브 등 외력과 형태 형성용 화학 첨가제가 필요할 수 있어 공정 및 생체적합성 측면의 부담이 있었습니다. 본 특허는 칼슘 이온과 AMP·ATP의 가역적 자가조립을 이용해 리간드 종류와 배합비만으로 형상 및 분해·방출 특성을 조절하는 점에서 차별화됩니다.
- 활용 범위
기술·연구 측면에서는 골 재생 소재, 인공뼈 재료, 생체 내외 물질전달 캐리어, 마이크로니들 패치용 전달체 개발에 활용 가능하며, 유효성분별 방출 프로파일 설계로 확장할 수 있습니다. 사업 측면에서는 약물전달 시스템, 미용기기 및 의료기기용 전달 소재, 골 결손 치료용 재료 분야의 맞춤형 복합체 제품으로 확장할 수 있습니다.
연구 개발 단계
AMP·ATP와 칼슘 클로라이드로 제조한 자가조립 복합체 및 아데노신 담지체를 대상으로, 배합비에 따른 형상 변화와 PBS에서의 자가분해·방출을 평가했습니다. 생체 내 약물전달·골재생 효능, 생체적합성·독성 및 장기 안정성은 아직 검증되지 않았습니다.
- 시료: AMP·ATP 및 칼슘 클로라이드 기반 자가조립 복합체와 아데노신 담지체
- 조성 비교: AMP:ATP 배합비별 복합체
- 반응·분해 조건: 초순수 상온에서 24시간 또는 36시간 반응, PBS 5mL에서 자가분해 관찰
- 분석 방법: AMP·아데노신은 HPLC, 칼슘 이온은 calcium assay kit으로 분석
현재 성과
AMP 단독 조성에서는 니들 형상, ATP 비율 변화에 따라 섬유질 및 구형 형성이 확인되었습니다. ATP 배합비가 증가할수록 방출 속도가 느려지는 경향이 확인되어, 조성 변경으로 전달 특성을 조절할 수 있습니다.
PBS에서 자가분해를 관찰하고 AMP·아데노신은 HPLC, 칼슘 이온은 calcium assay kit으로 분석했습니다. 자가분해 후 AMP, 칼슘 이온 및 아데노신의 누적 방출량이 약 30일 동안 지속적으로 증가하는 특성이 확인되었습니다.
기존 HA·TCP계 골 재생 충전재는 외력 기반 제조와 형태 형성용 화학 첨가제가 요구될 수 있습니다. 본 특허는 칼슘 이온과 AMP·ATP의 가역적 자가조립을 이용해 리간드 종류와 배합비로 복합체의 형상 및 자가분해·방출 특성을 함께 제어하는 점이 차별성입니다.
상용화까지 남은 부분
생체 내 약물전달 및 골재생 효능 검증
생체적합성·독성 및 장기 안정성 평가
제조 스케일업, 배치 간 재현성 및 품질관리 조건 확립
기술 이전 형태·도입 과정
도입은 이렇게 진행됩니다.
검토 미팅
귀사 상황·데이터 구조 기준으로 적합성을 논의합니다. 자료 검토만으로 끝나도 됩니다.
PoC 공동 검증
연구팀 동행 하에 귀사 데이터 기준 재학습·성능을 확인합니다.
라이센싱 계약
PoC 결과를 기반으로 희망 형태(실시권·공동연구 등)를 협의합니다.
기술지도·후속
도입 초기 기술지도, 필요 시 후속 공동연구·정부과제 연계까지 진행합니다.
특허 정보
칼슘 이온을 포함하는 자가조립 복합체
10-2022-0097805 (2022.08.05)
1020230147500 (2023.10.23)
1029241790000 (2026.02.03)
김성열
고려대학교 산학협력단
고려대학교 산학협력단