서지원 박사, 이현주 교수, 김효중 박사과정.
[데일리메디 고재우 기자] 카이스트(KAIST) 연구팀이 생체 친화적 실크 고분자를 이용해 전도성 접착제를 개발하고, 이를 통해 인간 피부에 부착이 용이한 경피형 전자소자를 만들었다.
경피형 전자소자가 새롭게 만들어짐에 따라 장기간 모니터링 및 약물투여 등이 필요한 환자들에게 다양하게 쓰일 것으로 보인다.
카이스트는 16일 전기 및 전자공학부 이현주 교수 연구팀이 실크 고분자 생체 전도성 접착제를 개발, 이를 통해 인간 피부에 잘 부착되는 경피형 전자소재를 만들었다고 밝혔다.
서지원 박사와 김효중 박사과정 등이 주도하고, 생명화학공학과 최시영 교수·김기한 박사 등이 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘어드밴스트 펑셔널 머티리얼즈’ 9월 5일자 표지논문에 게재됐다.
이번에 개발된 실크 전도성 접착제 필름은 생체친화적 실크 고분자에 금속이온을 도입해 접착성을 갖도록 만든 기술이다. 접착성이 높은 경피형 전자소자의 구현이 가능하다.
카이스트는 경피형 전자소자가 장기간 모니터링 및 약물 투여가 필요한 환자 등에게 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
최근 생체친화성 실크 고분자의 구조변형 및 생분해성 등으로 인해 유연기판 및 희생층 적용사례가 늘어나고 있는 가운데, 연구팀은 지난 2년 간 연구를 통해 칼슘금속이온에 의한 실크 고분자의 접착 특성을 발견했다.
연구팀은 이를 인간의 피부에 붙여 장기간 모니터링 및 재사용이 가능한 경피형 전자소자를 개발하기 위해 노력했다. 그리고 기존 실크 고분자의 한계와 제한을 극복하기 위해 칼슘이온을 이용한 끝에 고접착력을 가진 생체에 적합한 실크 접착제를 개발했다.
이에 이용된 칼슘이온은 물을 흡수하는 능력과 고분자를 결합해주는 능력을 가지고 있어, 단단한 실크 고분자에 점탄성 특성을 제공한다.
강한 점탄성 특성을 갖게 된 실크 고분자는 인체 피부 및 다양한 고분자 기판의 계면에서 물리적으로 결합해 강한 접착특성을 보인다.
실크 고분자 칼슘이온은 고접착 특성 뿐만 아니라 이온전도성을 갖게 해주며, 기존에 실크 고분자가 가진 생분해특성으로 접착력이 사라지도록 한다.
연구팀은 이를 통해 실크접착제를 경피형 전자소자와 인체피부사이에 삽입해 고접착을 가진 유연성 캐패시터 터치센서를 제작하고, 장기간 부착·탈착·재사용 등 할 수 있는 터치센서를 만들었다.
이와 함께 인체 장기 조직 중 신축성이 강한 방광 조직에 고접착성을 가지는 변형센서를 집적, 방광 조직의 변형률에 따른 저항변화를 이용한 변형정도를 확인하기도 했다.
연구팀은 해당 기술이 생체적합성과 접착력이 높아 체내 이식용 전자소자에도 활용돼 장기간 모니터링 및 치료에 응용 가능할 것으로 예상하고 있다.
이현주 교수는 “바이오공학 분야에서 경피형 및 체내이식형 전자소자에 적용할 수 있고, 장기간 모니터링 및 약물전달 시스템을 구현할 수 있을 것”이라고 말했다. |
