국내 연구진이 몸 속의 원하는 부위에 치료용 약물과 세포를 전달하는 캡슐형 초소형 로봇(사진)을 개발했다.
대구경북과학기술원(DGIST) 최홍수 로봇공학전공 교수와 문제일 뇌인지과학전공 교수, 스위스 취리히연방공대 브래들리 넬슨 교수 연구진은 세포와 약물을 담는 초미세 캡슐에 박테리아의 움직임을 모방한 추진장치를 달은 마이크로로봇을 개발했다고 23일 발표했다.
세계적으로 새로운 개념의 의료 기술이 발전하면서 몸 속에 원하는 부위에 치료 약물이나 세포를 전달하는 초소형 로봇이 활발하게 개발되고 있다. DGIST 연구진이 개발한 초소형 로봇은 약물과 세포를 로봇 표면에 붙이는 기존 방식과 달리 목표한 위치에 도달하면 뚜껑이 열리는 방식이다. 로봇의 외부 표면에 약물을 붙이거나 몸속에서 녹는 재료와 섞는 기존 방식은 몸 안에 들어오면 영향을 받아 약효가 사라지거나 떨어지는 문제가 있었다.
연구진이 개발한 로봇 머리 부분에는 세포나 약물을 넣는 공간이 있고 뚜껑을 열고 닫는 장치가 달려 있다. 또 몸 속을 통과하기 위해 박테리아의 꼬리 움직임을 모사한 추진장치를 달았다. 로봇 제작에는 미세전자기계시스템(MEMS)을 만드는 레이저 식각 기술을 이용했다. 외부에 자기장 힘으로 이동할 수 있도록 자성을 띠는 니켈과 생체적합 물질인 티타늄을 로봇의 표면에 입혔다.
이렇게 만든 로봇은 수~수십 마이크로미터(㎛·100만분의 1m) 크기의 입자를 잡아낸 뒤 목표한 위치에 떨어뜨리는데 성공했다. 연구진은 살아있는 후각 신경세포를 로봇 안에 봉인한 뒤 세포가 살아있는 채로 정확한 위치에 전달하는 실험에도 성공했다.
캡슐형 마이크로로봇은 유체의 ‘소용돌이 현상’을 이용해 세포나 약물을 담아 원하는 부위로 옮길 수 있다는 점에서 약물 손실을 최소화할 수 있는 기술로 평가된다. 또 눈이나 뇌처럼 몸 속 유체 흐름이 적은 부위에서 나타나는 망막변성증과 같은 질병을 치료하는데도 활용될 것으로 기대된다. 최홍수 교수는 “캡슐형 마이크로로봇을 이용하면 세포와 약물을 봉인한 뒤 원하는 부위에서 방출할 수 있어 외부 환경에 따른 세포와 약물의 손실과 변성을 막을 수 있다”고 말했다. 이번 연구 결과는 바이오소재 분야의 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈’에 지난 9일 표지논문으로 소개됐다.
박근태 기자 kunta@hankyung.com
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