인체 내에서 자유자재로 형상이 변하고, 염증 없이 녹아 없어지는 소프트 의료로봇이 개발됐다.
한국연구재단은 고광준 조선대 교수와 한국마이크로의료로봇연구원, 최은표 전남대 교수 공동연구팀이 외부 환경에 따라 움직이며 생체 적합성 및 분해성, 실시간 체내 모니터링 기능을 갖춘 소프트 마이크로 의료로봇 개발에 성공했다고 20일 밝혔다.
기존 소프트 로봇의 경우 형상 변화를 이용한 생체모방 움직임을 구현하는 데 연구가 집중되면서 응용 분야가 극히 제한적이었다.
특히 재료적 한계로 생체 적합성 및 분해성, 실시간 체내 모니터링 확보가 어려워 비침습적 방법으로 병을 진단 및 치료하고, 이에 맞는 형상 변화와 구동, 자극 등을 고려해야 하는 의생명 응용 분야에 소프트 로봇을 적용이 어려웠다.
연구팀은 체내에서 분해 가능한 천연고분자(키토산)와 자기 반응 재료인 자성나노입자를 재료로 활용, 로봇 표면에 미세패턴을 새겨 약 1도 오차 내 원하는 방향으로 휘어질 수 있도록 제작했다.
또 자성 나노 입자의 자기장 반응성을 이용해 원하는 위치로 이동할 수 있도록 고안했다.
이를 통해 기존 소프트 로봇처럼 다양한 생체모방 움직임 구현이 가능할 수 있었으며, 소프트 로봇의 이동은 엑스레이(X-ray) 이미징에 의해 실시간 확인되고 독성 및 염증반응 없이 4주 동안 서서히 분해됐다.
고광준 교수는 “이번에 개발된 소프트 마이크로 의료로봇은 기존 소프트 로봇의 재료적인 한계를 극복하고 제한된 응용분야를 의료 분야로 확장할 수 있음을 보여줬다는 데 의미가 있다”며 “향후 지속적인 연구를 통해 질환 치료 및 재생과 체외 질환모델, 약물 스크리닝과 같은 의생명과학 분야에서 플랫폼으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구 성과는 재료과학 분야 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)에 지난달 23일 온라인 게재됐다.
이인희 기자 leeih@etnews.com
