대구경북과학기술원 최홍수 교수 연구팀 발표
우리 몸 속에 필요한 부위만 콕 찍어서 안정적으로 약물을 전달할 수 있는 바늘형 마이크로로봇이 개발됐다. 대구경북과학기술원(DGIST, 디지스트) 최홍수 로봇공학전공 교수 연구팀에 의한 것으로, 기존의 마이크로로봇 약물전달기능과 제어방식을 획기적으로 개선해 다양한 정밀의학기술에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
최 교수 연구팀은 3차원 레이저 ‘리소그라피’ 공정을 통한 바늘 모양의 미세로봇구조물로 제작했다. 금속박막 증착기술을 이용해 자성물질인 니켈과 생체적합물질인 이산화티타늄(TiO2)을 증착했다. 이산화티타늄은 화학적 방식으로 항암제 탑재 능력을 향상시켰다.
이렇게 제작한 바늘형 마이크로로봇은 특수 기술로 몸 속 원하는 위치에 정확하게 이동시킬 수 있었다. 목표 지점에 도착하면 물리적으로 고정되기 때문에 위치 고정을 위한 별도의 자기장에너지 공급이나 제어가 불필요하다. 항암제 등 치료약물을 치료가 필요한 부위에만 안정적으로 공급할 수 있게 된 것이다.
약물은 질병치료의 대표적인 수단이지만, 신체 순환기능을 통해 치료부위에 전달되기 때문에 부작용이 발생할 수밖에 없다. 이 같은 한계를 극복하기 위해 국내외 연구기관과 기업 등은 몸 속을 자유롭게 돌아다니면서 목표하는 체내 조직에만 약물을 주입할 수 있는 의료용 마이크로로봇에 대해 활발하게 연구 중이다.
연구팀은 바늘형 마이크로로봇을 체외에서 배양한 암 종양 조직에 적용할 결과 종양에 고정되기 전과 후의 성능 테스트에서 유의미한 결과를 확인했다. 항암제 방출을 통한 치료적인 효능도 추가로 증명했다.
최홍수 교수는 “이번 연구결과를 통해 기존의 마이크로로봇의 기능을 더욱 개선시켜 약물전달 효율을 높이고 부작용을 줄일 수 있을 것으로 기대한다”며 “앞으로도 더욱 향상된 마이크로로봇을 지속적으로 개발하여 장기적으로 동물실험과 관련 병원 및 기업과 후속 연구를 진행해 실제 의료 현장에서 활용될 수 있는 마이크로로봇 기반 정밀치료 시스템을 개발하는데 노력하겠다”고 말했다.
이번 연구는 최 교수가 교신저자로, 디지스트 이승민 박사가 제1저자로 참여했다. 연구 결과는 세계적인 국제과학학술지인 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼스’ 8일자 표지논문으로 게재됐다. 연구는 학기술정보통신부와 디지스트 지원으로 수행됐다.
정광진 기자 kjcheong@hankookilbo.com
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