바이오인

핵심내용

기반기술 개발”-

 □ 거미줄을 만드는 것과 유사한 원리를 이용해 마이크로(㎛, 10-6미터) 크기의 화학과 구조 조절이 가능한 극세사(100㎛ 이내 가는 실)를 국내 연구진이 개발하였다.

 ○ 고려대학교 이상훈 교수(51세)가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 오세정)이 추진하는 중견연구자지원사업(도약연구)과 글로벌연구네트워크지원사업의 지원을 받아 수행되었고, 연구결과는 세계 최고 권위의 과학전문지 ‘네이처’의 대표적 자매지인 ‘네이처 머티리얼즈(Nature Materials)' 9월 5일자에 게재되었다.

    (논문명 : Digitally tunable physicochemical coding of material composition and topography in continuous microfibers)

□ 이상훈 교수 연구팀은 거미가 실을 만들어 내는 원리에 근거하여 마이크로 유체칩을 개발하고 컴퓨터 제어 기술을 활용하여, 마이크로 크기의 화학과 구조 조절이 가능한 극세사를 대량 생산할 수 있는 시스템을 개발하는데 성공하였다.

○ 이 기술은 구현이 매우 간단하고, 다양한 화학적 물질을 마이크로 단위로 극세사 위에 디지털 기술을 이용해 코딩할 수 있다.

  ○ 또한 다양한 형태를 극세사 위에 마이크로 단위로 만들 수 있고, 요철 모양이나 물결 모양의 무늬 등을 연속적으로 조각할 수 있다.

□ 또한 이 교수팀은 다양한 세포(간세포, 섬유세포, 신경세포 등)들을 극세사 내⦁외부에 심어, 복잡한 구조의 바이오 인공장기와 손상된 신경 재생을 위한 기반기술을 개발하였다.

  ○ 연구팀은 이 기술을 통해 거미줄에 이슬이 맺히는 것과 동일한 원리를 갖는 줄을 대량으로 생산할 수 있는 핵심기술을 확보하여, 습한 공기로부터 물을 얻을 수 있어 물 부족 지역에 물을 공급할 수 있는 장치를 개발할 수 있는 토대를 마련하였다.

□ 이상훈 교수는 “이번 연구결과는 기존의 방법과는 달리 제작 공정이 매우 간단하고, 에너지(열, 압력 등)가 필요하지 않아 친환경적이며, 마이크로 단위로 다양한 물질이나 패턴 등을 부호화할 수 있어 새로운 원천기술이 될 것”이라고 정의하고, 특히 “다양한 세포로 코딩된 섬유로 장기를 만들 경우 복잡한 인공장기(간, 신경계 및 근육 등)도 구현할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

상세내용

그림 1. 거미줄을 생성하는 메카니즘을 모방한 마이크로 유체 칩 및 마이크로 단위의 화학 및 구조의 조절이 가능한 극세사

그림 2. 제작된 다양한 모양의 기능성 극세사

그림 3. 극세사 내에서 생존하는 간세포(Hepatocyte)들과 극세사 표면 무늬(Grooves)를 따라 자라는 신경세포 -- 이후 인공간이나 인공 신경계의 제작에 사용가능

그림 4. 극세사의 구조를 조정하면 거미줄처럼 물을 모을 수 있으며, 이 기술을 이용하면 식수가 부족한 지역에 도움을 줄 수 있을 것으로 예상된다.