평균 수명이 늘어나면서 다양한 질병 치료와 건강 진단 기술 연구가 활발하다. DGIST는 마이크로로봇, 헬스 모니터링 등 차세대 의료 기술 연구에 집중하고 있다.
마이크로로봇은 바이오, 나노, 정보기술(IT)이 융합된 연구분야다. 자기장 제어로 인체 특정 부위에 세포나 약물을 전달하는 나노미터(㎚) 혹은 마이크로미터(㎛) 크기 의료용 로봇이다. 마이크로로봇은 로봇, 의공학, 재료, 광학 등 다양한 분야에 응용 가능하다.
DGIST-ETH 마이크로로봇연구센터에서는 마이크로로봇을 활용해 심장, 신경 등 주요 조직 재생과 심장 질환, 암 치료 등 주요 질병 치료를 연구한다. 최홍수 센터장 연구팀은 마이크로전자기계시스템(MEMS) 기술을 바탕으로 광경화성 고분자 물질에 레이저 빔을 쏴 3차원 구조물을 만들었다. 여기에 자성물질인 니켈과 생체 적합성 물질인 티타늄을 코팅해 사람의 눈으로는 보이지 않을 만큼 작은 크기의 다공성 로봇을 개발했다.
마이크로로봇의 자기장 제어 시스템도 연구한다. 자기장의 기울기나 방향, 세기 등에 변화를 줘 현미경으로 마이크로로봇을 직접 조정하거나 미리 프로그램을 설정해 원하는 위치로 이동할 수 있다.
자기장 제어 시스템을 이용하면 인체 내에서 정밀한 위치 탐색과 방향을 제어할 수 있어 세포와 약물을 원하는 부위에 전달할 수 있다. 혈관, 뇌, 눈 등 액체로 채워진 신체기관에 줄기세포나 치료약물을 전달해 치매, 망막변성 등을 치료한다.
센터는 2015년부터 마이크로 구조체를 이용해 심근경색 가운데 만성완전폐색병변을 치료할 수 있는 마이크로의료로봇 시스템을 개발하고 있다.
가이드와이어 및 카테터 기반 마이크로로봇, 심혈관 시술을 위한 독립형 마이크로로봇, 마이크로로봇 원격 제어 시스템, 3D 의료영상 시스템이 주 개발과제다.
헬스 모니터링 기술은 당뇨, 심장 질환 등 장기 치료가 필요한 환자가 집에서 자신의 상태를 확인하거나 신체 정보를 병원과 주고받으며 위급상황을 방지하고 응급상황에 빠르게 대처할 수 있도록 해준다.
DGIST 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀은 몸에 붙이는 형태의 다양한 센서에 대한 연구를 진행하고 있다. 연구팀은 주방에서 사용하는 비닐 랩보다 얇은 형태의 센서 제작 기술을 바탕으로 세계 최초로 멀티어레이 방식 압력센서를 개발했다.
기존에 개발된 센서는 구부리면 특성이 변화돼 유연소자로 쓸 수 없었지만 연구팀이 개발한 센서는 자유롭게 변형이 가능해 활용도가 높다.
세계 최초로 신체 정보를 측정하면서 공기와 땀이 투과되는 전자피부도 개발했다. 대부분의 전자피부는 플라스틱이나 고무 같은 소재를 활용해 피부나 생체 조직에 부착할 경우 염증을 유발하거나 신진대사를 방해한다.
연구팀이 개발한 전자피부는 땀과 산소를 자유롭게 투과시키켜 사용자가 불편함을 덜 느낀다. 기존 전자피부에 비해 얇고 부드러우며 별도의 접착제 없이 물을 이용해 붙일 수 있다. 사용자가 원하는 부위에 직접 부착해 전기신호, 체온 등을 측정할 수 있어 생체 친화도가 높다.
연구팀은 영남대 의과대학교와 함께 테스트베드를 구축해 기술 개발과 상용화를 앞당길 수 있는 발판을 마련했다. 기업들과 협력해 센서 개발, 무선통신 모듈을 통한 데이터 전송 및 임상 테스트 인프라를 구축하고 있다.
![[DGIST, 융복합 연구]<5>차세대 융복합 의료 기술](https://img.etnews.com/photonews/1712/1022567_20171211142957_668_0004.jpg)
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
