△정상국 연구팀(왼쪽부터 김대근, 이대영, 정상국교수, 정진원).
(사진 제공=명지대)
[캠퍼스 잡앤조이=조수빈 인턴기자] 명지대 정상국 교수 연구팀이 사람 몸속의 혈관을 통해 움직일 수 있는 초소형 로봇 및 공기방울(기포)을 이용해 인체 내부 목표 위치에 약물을 전달하는 약물 전달 기술을 개발했다. 기존 초소형 로봇의 단점을 개선해 정밀도와 자유도를 높인 것이다.
기존의 체내 약물 전달 방식은 구강이나 정맥을 통해 약물을 투여하는 방법이다. 하지만 약물은 신체의 순환 기능에 의해서만 전달되기 때문에 목표한 부위에 원하는 양만큼 전달하기 어렵다. 또한 약물 전달이 필요하지 않은 다른 조직까지 약물이 침투될 수 있다는 단점도 있다.
또한 기존의 초소형 로봇은 표면에 약물을 탑재하거나 생분해성 재료가 분해되면서 약물을 방출하는 방법을 쓴다. 이와 같은 방법은 이동 중 약물이 손실될 가능성이 높다는 단점을 갖고 있다. 정상국 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 이러한 단점을 개선한 몸속을 자유롭게 돌아다니며 목표한 체내 조직으로 정밀하게 약물 전달이 가능한 초소형 로봇을 개발해냈다.
△전자기력으로 구동하는 초소형 로봇을 이용한 체내의 표적약물전달 기술
(a) 초소형 로봇의 구동 도식도 (b) 음파에 의해 떨리는 기포를 이용한 약물전달 도식도.(사진 제공=명지대)
이번 연구팀이 개발한 로봇은 기존 초소형 로봇을 제어하는 방식과 약물의 전달 방식을 개선한 것이다. 외부 전자기장의 제어에 의해 움직이는 초소형 로봇은 여러 개의 기포들을 통해 약물의 손실 없이 안정적으로 목표한 부위까지 약물을 전달한다. 특정 소리(음파)에 의해 발생시킨 기포와 이때 생겨난 유동을 통해 약물을 방출한다.
개발된 초소형 로봇은 창의적 기포 제어 기술과 우수한 약물 봉인 능력을 갖고 있다. 이외에도 기존의 고체 형태뿐만 아니라 액상 형태의 약물 또한 체내에 전달 가능하다는 장점이 있다.
이번 연구는 교육부가 추진하는 이공학개인기초연구사업의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 IEEE 주관 저명 맴스(MEMS) 학술대회에 2018년 1월 발표되어 최종 우수논문 15에 선정되었을 뿐만 아니라 국제 학술지 ‘Sensors and Actuors A: Physical’에 2020년 4월(연구논문: Acoustic bubble-based drug manipulation: Carrying, releasing and penetration for targeted drug delivery using an electromagnetically actuated microrobot’) 선행연구로 게재될 예정이다.
subinn@hankyung.com
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