“세포 표면에도 착” ETRI, 고성능 바이오 패치 구조체 개발

기계적 안정성·접촉성 뛰어나, 생체정보 모니터링 적합

[대전=일요신문] 박하늘 기자 = 한국전자통신연구원(ETRI)는 마이크로 미터(㎛) 단위의 세포에도 달라붙는 바이오 패치 구조체 개발에 성공했다고 14일 밝혔다.

이 패치는 복잡하고 울퉁불퉁한 표면에도 잘 달라붙어, 향후 생체와 기기간 신호, 정보, 물질 전달하는 웨어러블 기기에 접목될 수 있을 것으로 기대된다.
 

비선형 구조체의 계층별 이미지와 실제 사용된 구조체의 실물 사진.ETRI 제공

ETRI 연구팀은 액체가 고체에 젖으며 정밀한 접촉이 이뤄지는 현상에 착안, 고체와 고체사이에서도 젖는 현상이 일어날 수 잇음을 규명했다. 연구팀은 이를 ‘젖음현상(Wetting)’이라 정의했다.

연구팀은 고분자 소재인 폴리 우레탄 아크릴레이트(PUA)를 사용해 서로 다른 크기를 갖는 임프린트 박막을 제작했다.

이를 젖음성이 뛰어난 얇은 나노 박막과 젖음성은 적지만 얇은 박막을 지탱할 수 있는 마이크로 박막들을 계층적으로 위치시켜 500㎛에서 800㎛ 까지의 3층 계층 구조 박막을 만들었다.

이 구조체는 멀티스케일 구조이기에 각 개별구조의 특성을 모두 가진다. 이로써 탈부착이 쉽고 재사용이 가능할 만큼 기계적 안정성이 우수하면서도 수 마이크로미터 세포수준의 거칠기에도 빈틈없는 접촉이 가능하다.

이번 연구는 붙이는 대상 또는 재료가 바뀌어도 구조체를 설계할 수 있어 맞춤형 설계가 가능하다.
 
이 패치는 임프린트로 제작돼 롤투롤(Roll to roll) 공정을 활용, 대면적화가 가능하고 PUA 이외 소재도 제작 가능하다.

연구팀은 향후 사람의 피부에 잘 달라붙는 패치 개발을 통해 생체정보를 얻을 수 있는 웨어러블 기기 개발을 기대하고 있다.

연구팀은 사람의 피부로부터 얻을 수 있는 생체정보를 모니터링 할 수 있는 패치 개발에 주력할 계획이다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’에 게재됐으며 ‘프론티스피스(Frontispiece)’의 표지논문으로 실렸다.

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