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03.19 (화)

약물 '캡슐 마이크로로봇'에 넣어 전달…"정량 전달 가능"

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DGIST 연구진, '어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈' 게재

뉴스1

세포나 약물을 봉인해 전달할 수 있는 캡슐형 마이크로로봇 모식도(DGIST 제공)

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(서울=뉴스1) 최소망 기자 = 세포와 약물을 봉인해 인체 내 원하는 부위에 전달할 수 있는 '캡슐형 마이크로 로봇'이 개발됐다. 기존에 마이크로로봇 외부에 약물을 탑재하는 방식과 달리 정확한 양의 약물을 전달할 수 있다는 게 특징이다.

대구경북과학기술원(DGIST) 최홍수 로봇공학전공 교수팀은 뇌·인지과학전공 문제일 교수팀, 스위스 취리히연방공대 브래들리 넬슨 교수팀과 공동으로 세포와 약물을 봉인할 수 있는 '캡'(cap) 구조물과 박테리아의 움직임을 모사한 추진체를 활용한 캡슐형 마이크로로봇을 개발했다고 23일 밝혔다.

최근 몸속 원하는 부위에 치료약물이나 세포를 전달할 수 있는 마이크로로봇과 같은 첨단의료로봇 연구가 다수 진행되고 있다. 지금까지 로봇 외부 표면에 약물을 탑재하거나 생분해성 재료와 약물을 혼합해 로봇으로 제작하는 방법이 개발됐다. 이러한 방법들을 로봇이 체내에서 움직일 때 외부 환경 탓에 약물이 손실될 수 있다는 단점이 있다.

이에 연구팀은 마이크로로봇 머리 부분에 세포나 약물 등을 봉인해 뚜껑을 열고 닫을 수 있는 캡 형태의 구조물을 만들었다. 동시에 박테리아의 꼬리 움직임을 모사한 추진체를 융합한 캡슐형 마이크로로봇을 개발했다.

연구팀은 미세전자기계시스템(MEMS) 기술 중 3차원 레이저 리소그래피 시스템을 이용해 3차원 폴리머 구조물을 제작했다. 여기에 외부 자기장으로 마이크로로봇을 구동할 수 있도록 자성 물질인 니켈(Ni)과 생체적합 물질인 티타늄(Ti)을 캡슐형 마이크로로봇 표면에 증착해 캡슐형 마이크로로봇으로 만들었다.

자기장을 이용한 캡슐형 마이크로로봇 실험에서 수십 마이크로미터(㎛·100만 분의 1m) 크기의 입자를 이송할 수 있었다. 실제 후각신경세포를 봉인해 세포가 살아서 정확한 위치에 전달하는 생체적합성 실험도 성공했다.

최홍수 교수는 "캡슐형 마이크로로봇을 이용하면 세포와 약물을 봉인한 뒤 원하는 부위에서 방출할 수 있어 외부 환경에 따른 세포와 약물이 손실과 변성을 막을 수 있다"면서 "앞으로 의공학적으로 다양한 응용이 가능하게 후속연구를 진행하겠다"고 말했다.

이번 연구 결과는 지난 9일 바이오소재 분야 국제학술지 '어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈'의 표지논문으로 게재됐다.
somangchoi@news1.kr

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