연구 및 성과에 대한 보도자료
▣ 진단용 센서·전자피부… 국내 연구진들이 '두각’


 국내에서는 인체에 이식하지 않는 방식의 전자약 개발이 활발하다. 뇌 과학 기반이 약해 아직은 개별 신경을 자극하는 장치를 이식하는 수준에는 이르지 못하지만, 뛰어난 반도체 제조 기술을 바탕으로 몸 밖 외부에서 전류를 보내거나 인체의 전기신호 변화를 포착하는 방식에서는 두각을 나타내고 있다.

지난 5월 국제전기전자공학회(IEEE)가 발간하는 '스펙트럼'지는 포스텍 신소재공학과 한세광 교수의 당뇨 환자용 콘택트렌즈〈사진〉를 크게 소개했다. 한 교수는 말랑말랑한 소프트콘택트렌즈 두 개를 겹치고 그 사이에 혈당(血糖) 측정 센서인 전자회로를 넣었다. 눈물에 있는 당분이 센서에 닿으면 전류가 발생해 수치를 알 수 있다. 당뇨 진단용 콘택트렌즈는 구글이 스위스 제약사 노바티스와 함께 한 교수보다 먼저 개발했다. 대신 한 교수는 혈당 측정에 약물방출장치까지 추가한 형태로 발전시켰다.

판박이 스티커 형태의 진단용 전자피부에서도 국내 연구진이 두각을 보이고 있다. 김대형 서울대 교수는 지난 3월 땀에 녹아 있는 당분으로 혈당을 측정하는 전자피부를 발표했다. 전자피부는 잘 늘어나는 투명 필름 사이에 초박막(超薄膜) 전자회로를 넣은 형태다. 포스텍팀과 마찬가지로 약물방출장치도 추가했다. KAIST 유회준 교수팀은 혈류량, 체온, 땀 분비 등으로 정신 상태를 측정하는 우표 크기의 전자피부를 개발했다.

전통적인 전자약인 인공 달팽이관 부문에서도 연구 성과가 나오고 있다. 달팽이관은 귀의 가장 안쪽에서 소리를 전기신호로 바꾸는 곳이다. 인공 달팽이관은 소리를 전기신호로 바꿔 귀 안쪽에 이식한 칩에서 신경으로 전달하는 원리다.

최홍수 대구경북과학기술원(DGIST) 교수와 장정훈 아주대병원 이비인후과 교수 연구진은 마찰전기를 이용해 배터리 충전이 필요 없는 인공 달팽이관을 개발했다. 한국기계연구원과 서울대 연구진은 실제 달팽이관처럼 인공 달팽이관 내부에 있는 액체가 흔들려 소리를 만드는 장치를 개발했다. 역시 전력 소모가 적다는 장점이 있다.

▣ '인공 나뭇잎'에 쓰이는 광촉매 기술 개발


 국내 연구진이 효율이 높고 친환경적인 '인공 나뭇잎' 핵심기술을 개발했다.
한국연구재단은 포스텍 용기중·장현명 교수와 울산과학기술원 이재성 교수 공동연구팀이 인공 나뭇잎에 쓰이는 나노미터(㎚, 10억분의 1m) 크기의 광촉매를 개발했다고 30일 밝혔다. 

인공 나뭇잎은 자연계 나뭇잎의 광합성 반응을 모사한 인공 광합성 시스템이다. 
광전기화학 반응을 이용해 물을 분해하고 수소를 얻거나, 이산화탄소를 유용한 화학 연료로 합성할 수 있다. 
최근 지구 온난화 등 환경오염 문제와 미래 에너지 문제를 해결할 기술로 주목받고 있다. 
인공 나뭇잎 시스템의 효율을 높이기 위해서는 비표면적이 넓은 나노구조 광촉매(빛을 받아들여 화학반응을 촉진시키는 물질) 개발이 필수적이다. 
연구팀은 비용이 적게 들면서도 대면적 합성이 가능한 용액합성법을 이용해 브루카이트 나노 광촉매를 합성하는 데 성공했다. 
브루카이트는 자연적으로 희귀하고 합성이 어려운 결정구조로 돼 있어 관련 연구가 거의 이뤄지지 않았다. 

연구팀은 나노 총알 모양의 브루카이트를 기판 위에 직접 합성해 냈으며, 수소를 도핑(doping·불순물을 넣어 특성을 바꾸는 기술)해 전기적 특성을 높였다. 
용기중 교수는 "브루카이트 광촉매를 이용해 인공 광합성의 수소 생산 효율을 높일 수 있고, 친환경적이어서 앞으로 대체에너지 생산과 오염물질 분해 등에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다. 
이번 연구는 미래창조과학부(한국연구재단) 기초연구사업(기초연구실)의 지원을 받았다. 연구 성과는 국제 학술지 '사이언티픽 리포츠'(Scientific Reports) 지난 26일자에 실렸다. 

<관련기사> 연합뉴스 16-10-30

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<논문보기> Hydrogen-doped Brookite TiO2 Nanobullets Array as a Novel Photoanode for Efficient Solar Water Splitting

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▣ 붙였다 뗐다 ‘스티커형 디스플레이’ 기술개발


 국내 연구진이 스티커처럼 탈부착이 가능한 디스플레이용 전해질 소재기술을 개발했다. 1회용 디스플레이나 모바일 웨어러블 표시장치 신규 시장을 창출할 것으로 기대된다.

홍기현 재료연구소 표면기술연구본부 연구원, 이근형 인하대 화학공학과 교수, 이종람 포항공대 신소재공학과 교수로 구성된 공동연구팀(이하 홍 박사팀)은 다양한 전도성 기판에 사용할 수 있는 스티커형 디스플레이용 젤 전해질 소재 기술을 국내 처음으로 개발했다고 21일 밝혔다.

전해질은 배터리, 전기도금, 전자소자 디스플레이에 사용하는 기능성 소재다. 주로 극성 용매에 녹여 액체 상태로 사용한다.

액체 전해질은 이온 전도도는 우수하지만 소자에 적용할 때 누수 위험성을 안고 있다. 정밀한 패키징 공정이 필요하고, 유연성을 기대하기는 어렵다.

홍 박사팀은 액체 전해질 소재의 물성 한계를 극복하기 위해 이온성 액체, 고분자 지지체, 발광염료를 혼합해 기계적 강도와 이온 전도도를 높인 젤 전해질 소재를 제조했다.

젤 전해질은 액체 상태가 아닌 젤 타입의 반고체다. 표면에 점성을 띠고 있어 기판에 탈부착이 가능하다.

홍 박사팀은 젤 전해질을 전도성 기판에 부착해 교류전압을 넣었고 젤 전해질에 도핑된 발광염료의 산화·환원 반응으로 인해 평방미터 당 최대 100칸데라(cd/㎡)의 빛이 방출되는 것을 확인했다.

직류전압을 가했을 때는 전해질과 전극간 전기화학 반응으로 에너지 충·방전이 가능한 슈퍼 캐패시터(축전기) 특성을 나타냈다.

플렉시블 소자 상용화에는 기계적 강도와 이온 전도도를 확보한 신규 전해질 소재 개발이 필다. 현재 전 세계적으로 유기발광다이오드(OLED)나 액정표시장치(LCD)를 대체할 새로운 형태의 저비용, 유연 디스플레이 소자 개발이 한창이다.

홍기현 연구원은 “젤 전해질 기반 디스플레이 소자는 기존 소자에 비해 공정이 단순하고 제조비용이 낮다. 또 전해질 이온 전도 특성을 이용하면 에너지 소자로 응용도 가능하다”며 “무엇보다 탈부착이 가능해 향후 웨어러블 및 모바일 기기와 접목해 새로운 시장을 만들어낼 수 있다”고 말했다.

이번 연구 성과는 어드밴스드 에너지 머터리얼스와 사이언티픽 리포트 온라인 판에 게재됐다.

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<논문보기> Solid-State Dual Function Electrochemical Devices: Energy Storage and Light-Emitting Applications

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▣ 햇빛 재활용해 친환경 수소에너지 생산

 햇빛으로 물을 분해해 수소에너지를 얻는 광전기화학 태양전지는 친환경적인 미래 에너지 기술로 꼽힌다.
이런 가운데 국내 연구진이 상용화의 걸림돌이 됐던 태양광에너지의 낮은 수소전환효율을 크게 높여 상용화에 한 걸음 더 다가섰다.
박종혁 연세대 교수팀과 김종규 포항공대 교수팀은 햇빛을 재활용할 수 있는 핵심 장치를 개발해 광전기화학 태양전지의 수소전환효율을 기존 5%에서 7%까지 높이는 데 성공했다고 17일 밝혔다. 기존 대비 40%까지 끌어올린 셈이다. 이로써 상용화 가능 수소전환효율 목표치(10%)에 더 가까워졌다.
광전기화학 태양전지는 물을 분해해 수소를 생산하기 위해 필요한 전기에너지를 태양으로부터 얻는 자가발전 수소 생산 시스템이다. 물이 분해되는 광전기화학층이 많은 빛을 흡수해야 광전류를 발생시킬 수 있다. 하지만 후면에 붙어 있는 태양전지를 구동시키려면 동시에 많은 빛을 태양전지까지 투과시키기도 해야하는 모순이 있었다.
연구진은 태양광을 파장에 따라 선택적으로 반사하거나 투과시킬 수 있는 장치인 ‘분포 브래그 반사기’를개발해 이 문제를 해결했다. 파장이 광전기화학층이 흡수할 수 있는 영역에 있는 빛은 광전기화학층 안으로반사시키고, 그 밖의 영역에 있는 파장의 빛은 투과시켜 태양전지에 흡수되도록 만든 것이다.
광전기화학층의 경우 입사광과 반사광을 모두 흡수할 수 있다. 한번 지나간 빛을 다시 되돌려 재활용하는셈이다. 박 교수는 “태양광을 효율적으로 활용할 수 있도록 한 이번 연구 성과를 연료전지 등 다른 에너지생산 기술에 접목한다면 미래 에너지 문제를 획기적으로 해결할 수 있는 한 방편이 될 것”이라고 밝혔다.
이번 연구 결과는 ‘네이처’ 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 6월 21일자에 게재됐다.


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<논문보기> Unassisted photoelectrochemical water splitting exceeding 7% solar-to-hydrogen conversion efficiency using photon recycling

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▣ 포항工大, 수소 저장 소재-절연체로 사용 가능한 신소재 개발
 


 국내 연구진이 청정 에너지원으로 꼽히는 수소를 효율적이고 안정적으로 저장할 수 있는 새로운 수소 저장 소재를 개발했다.
손준우 포항공대 신소재공학과 교수팀은 바나디움 산화물(VO2)을 활용해 수소 저장 소재, 절연체 등으로 쓸 수 있는 신소재(HVO2)를 개발했다고 13일 밝혔다.
수소는 우주에 존재하는 가장 많은 원소이자, 수소자동차 등에 활용 가능한 친환경 미래 에너지원으로 주목받고 있다.
그러나 기체 상태일 경우 상대적으로 부피를 많이 차지해 다른 연료에 비해 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있다. 또 수소를 저장하기 위해서는 고온 환경이 필요하다.
이에 연구진은 백금 나노입자와 결합시킨 터널 격자 구조의 바나디움 산화물 박막을 만들어 단위 격자당 최대 2개의수소 원자를 자유자재로 흡착하거나 탈착한다는 사실을 확인했다.
이 소재는 기존의 금속 수소 저장 소재에 비해 상대적으로 낮은 온도인 120도에서도 수소의 흡착과 탈착이 가능하다는장점을 가졌다. 더 안정적인 상태로 수소를 저장할 수 있는 셈이다.
이 소재에 수소를 최대로 저장할 경우 단위 부피 용량은 51.97g/L으로, 기존에 알려진 금속 수소저장 소재와 비슷한 수준인 것으로 확인됐다. 또 수소를 과량 채우면 전자 간 상호작용에 의해 저항이 커지면서 전기가 통하지 않는 특성이있어 절연체로도 활용이 가능하다.
손 교수는 "이 소재는 수소를 다량 함유하고 있어 상태 변화만 잘 조절하면 수소 저장 소재나 나노 이온 소자로 활용할 수 있을것으로 기대한다"고 밝혔다.

연구결과는 '네이처'자매지 '네이처 머티리얼즈' 11일자에 실렸다.


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<논문보기> Reversible phase modulation and hydrogen storage in multivalent VO2 epitaxial thin films

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▣ 상온다강체 간단하게 합성 기술 개발

               < 한 현씨,           장현명 교수,       송승우 박사>

강유전체는 외부의 전기장이 없어도 마치 건전지처럼 스스로 전기적 분극을 유지할 수 있는 물질로, 다강체는 이러한 강유전체로서의 특성과 자성(磁性)을 동시에 가져 차세대 메모리 소자로의 응용이 기대되는 독특하고 희귀한 물질이다. 하지만, 이 물질을 전자소자로 합성하기 위해서는 다강성이 나타날 수 있는 온도를 상온 이상으로 만드는 것이 관건이었다.

POSTECH(포항공과대학교) 신소재공학과 장현명 교수 ․ 송승우 박사 ․ 박사과정 한현씨 연구팀은 대표적인 철 산화물 LuFeO3의 박막을 증착하면서 상온에서 다강성을 나타나게 하는데 성공했다.

다강체의 후보물질들 중 정육각형 기둥을 이루는 결정구조, 육방정계(hexagonal system) 산화물의 경우 상온에서 강유전체 특성이 나오지만, 너무 낮은 온도에서 자기적 특성이 나오고, 사각기둥의 사방정계(orthorhombic system)의 물질은 상온 이상에서 자기적 특성이 나오지만, 전기적 특성은 너무 작아 전자소자로 응용하기에는 어려움이 있었다.

연구팀은 두 성질이 동시에 드러날 수 있도록 육방정형과 사방정형 구조가 한꺼번에 공존할 수 있는 열역학적 근거를 발견, LuFeO3 박막을 증착하는 조건을 조절해 육방정형과 사방정형 박막을 동시에 성장시켰다. 그리고 이 박막에서 상온에서 소자로 구동할 수 있는 수준의 전기적․자기적 분극을 측정할 수 있었다.

이와 함께 이 2가지 결정들이 각자 사이에 나노구조를 형성하며 성정해 전자기적 짝이룸 현상이 나타나는 것도 확인했다.

이러한 연구결과는 앞으로 전원이 꺼져도 메모리가 날아가지 않는 비휘발성 자기메모리 개발에 응용할 수 있으며 차세대 소자로 주목을 모으는 스핀트로닉스 소자 중 물질 내부의 스핀방향을 조절해 전기적 저항을 조절할 수 있는 자기저항 센서를 개발하는데 활용될 것으로 기대된다.

연구의 제1저자인 송승우 박사는 “이번 연구에서는 아주 희귀하게 존재하는 상온 다강체를 두가지 결정형태의 박막을 동시에 증착시키는 방법으로 간단히 만들어냈으며, 이러한 물질이 소자로 활용가능한 수준의 물성을 가지고 있다는 점에서 학계의 주목을 받고 있다”고 설명했다.
 
재료분야 세계적 학술지 어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)지 최신호에 게재된 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단에서 지원하는 중견연구자지원사업과 포스코의 그린사이언스 프로그램의 지원으로 수행됐다.

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▣[YTN사이언스] 렌즈로 당뇨 측정·약물 투여 세계 첫 개발



YTN사이언스] 렌즈로 당뇨 측정·약물 투여 세계 첫 개발


[앵커]
매일 피를 뽑아 혈당을 측정해야 했던 당뇨 환자의 번거로움을 없애는 렌즈가 국내 연구진에 의해 개발되었습니다. 혈당을 실시간으로 측정하고 약물투여까지 자동으로 한다는데요. 어떻게 개발 되었는지 자세히 알아보겠습니다. 포스텍 신소재공학과 한세광 교수 연결돼 있습니다. 안녕하세요?


당뇨 혈당 측정과 약물 투여 기능을 갖춘 스마트 콘택트렌즈를 개발하셨다고 하던데요. 어떻게 개발된 렌즈인가요?


[인터뷰]
스마트 콘택트렌즈 개발에 대한 기본적인 개념은 제가 2012년에 하버드 의과대학에서 연구년을 수행하면서 확립하게 되었습니다. 눈은 마음의 창이라고 하지만 사실은 인체 장기의 건강상태가 가장 잘 반영되는 기관이라고 할 수 있습니다. 예를 들면 사람이 피곤한 경우에 눈이 빨갛게 충혈이 되고 황달이 있으면 눈이 노랗게 변합니다.


그리고 최근에 간 기능이 저하되면 눈에 그러한 병변이 반영된다고 보고된 바가 있습니다. 이와 같은 눈의 특성에 착안하여 스마트 콘택트렌즈 개발연구를 시작하게 되었습니다. 이후 포스텍 전자과 심재윤 교수님, 카이스트 신소재공학과 이건재 교수님과 함께 삼성미래기술육성재단 과제를 수행하면서 핵심기술들을 확보하여 관련 원천특허들을 국내외에 출원하였고 현재 본격적인 제품개발 연구를 수행하고 있습니다.


[앵커]
이번 렌즈 개발이 특별히 중요한 이유가 있을까요?


[인터뷰]
최근 언론 보도에 의하면 구글 생명과학팀이 당뇨 환자의 눈물 속에 있는 당의 농도를 측정하여 당뇨병을 진단하는 바이오 사업을 노바티스라는 세계적인 제약회사와 함께 추진할 계획이라고 밝혔습니다. 이처럼 눈물 속의 당 농도를 측정하기 위한 스마트렌즈에 대해서 많은 연구가 진행되어왔습니다만 당 농도 분석 결과에 따라 당뇨 치료 약물을 눈을 통해 전달할 수 있는 진단 및 치료용 스마트렌즈는 저희가 세계 최초로 개발했다는데 큰 의미가 있다고 말씀드릴 수가 있습니다.


[앵커]
앞에서도 잠깐 언급 하셨지만, 혈당 측정 콘택트렌즈가 외국에서도 개발 중이라고 하셨는데요. 이번에 개발하신 스마트렌즈와는 어떤 차이점이 있나요?


[인터뷰]
구글 렌즈도 눈물 속의 당 농도를 분석하는 일종의 스마트렌즈이기 때문에 개념적으로 동일하다고 할 수 있습니다만 본 연구를 통해 개발된 스마트렌즈의 바이오센서에는 플라티늄 삼극 전극이 장착되어 있어서 민감도가 크게 향상되어 더욱 정확하고 안정적으로 눈물 속의 당 농도를 분석할 수 있다는 장점이 있습니다. 또한, 스마트렌즈의 바이오센서를 2주 이상 계속해서 반복적으로 사용하여도 당 농도가 정확하게 측정되는 것을 확인하였습니다.


[앵커]
렌즈에는 눈에 약물을 전달하는 시스템이 들어있다고 들었습니다. 이 약물 전달 시스템이 어떻게 작동을 하는 건가요?


[인터뷰]
말씀하신 바와 같이 본 스마트렌즈에는 약물전달시스템이 내장되어있어서 바이오센서로 측정한 결과를 바탕으로 치료약물을 눈을 통해 투여할 수 있는 특징이 있습니다. 30 nL 크기의 여덟 개 약물저장소에 각각 고농축 약물을 충진한 다음 금 막으로 코팅하여 유연약물 전달시스템을 만들었는데 무선으로 전류를 흘리게 되면 금막이 녹으면서 약물이 방출되게 됩니다. 당뇨병성 망막질환 및 녹내장, 각막 신생혈관 생성질환 등과 같은 여러 가지 안질환을 치료하는 데 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.


[앵커]
여러 안질환을 치료하는 데 효과적으로 활용할 수 있을 거라고 언급하셨는데요. 안질환 외 이번 스마트렌즈로 기대할 수 있는 효과는 무엇입니까?


[인터뷰]
앞서 말씀 드린 바와 같이 눈은 인체와 여러 가지 전자기기를 연결할 수 있는 최적의 인터페이스라고 할 수 있습니다. 이번에 저희가 개발한 스마트렌즈는 여러 가지 질환들을 효과적으로 실시간 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 진단 결과를 바탕으로 약물을 눈을 통해 투여할 수 있으므로 진단 및 치료가 동시에 가능한 Theranostic 시스템으로 활용될 수 있습니다. 더 나아가 스마트 콘택트렌즈의 기반기술들을 인공수정체, 전자 피부 등 다양한 형태의 의료용 웨어러블 디바이스 실용화에 활용할 수 있을 것으로 기대됩니다.


[앵커]
당뇨 환자의 경우 매일 피를 뽑아 혈당 수치를 측정해야 하는 번거로움이 있었던 만큼 이런 렌즈가 빨리 시중에 나오면 좋을 것 같습니다. 상용화는 언제쯤 가능할까요?


[인터뷰]
현재 스마트렌즈의 여러 기능에 대해 proof-of-concept을 완료하였으며 본격적인 실용화를 위해 존슨앤존슨 비젼케어, 제넥신 등과 같은 회사를 포함하여 다수의 회사와 공동 제품개발을 협의 중입니다. 구글 렌즈와 같은 단순 바이오센서용 스마트렌즈는 3년 정도면 실용화가 가능할 것으로 판단되며 약물전달 기능이 포함된 진단 및 치료용 스마트렌즈의 경우 임상시험을 포함하여 약 5년 이상의 실용화 연구가 필요할 것으로 생각됩니다.


[앵커]
앞으로 후속 연구 계획이 궁금합니다.


[인터뷰]
이번에 개발한 스마트렌즈를 이용하여 다양한 후속 응용 연구를 추진하고 있습니다. 첫 번째로 카롤린스카 의과대학의 노벨상 수상위원이신 베르그렌 교수님과 함께 췌장 세포와 스마트렌즈를 이용한 당뇨병 치료 연구를 수행하고 있습니다. 눈에 췌장 세포를 이식하면 인슐린을 만들어 체내에 분비하게 되는데 이때 스마트 렌즈를 이용하여 눈물 속에 당 농도를 분석하고 췌장 세포를 콘트롤하는 연구를 공동으로 수행하고 있습니다.


두 번째로 스마트렌즈에 LED를 장착하여 빛을 이용한 안 질환 치료시스템을 개발하는 연구를 가톨릭의과대학 주천기 교수님과 공동으로 수행하고 있습니다. 세 번째로 스마트렌즈 표면에 화소를 박막 코팅하여 가상현실을 구현하기 위한 연구를 계획 중에 있습니다. 최근에 톰크루즈가 주연한 미션 임파서블 영화에 나오는 것과 같은 형태의 미래기술입니다. 이번에 개발한 스마트렌즈를 이용하여 ICT 융합기술 개발 및 실용화에 크게 기여할 수 있게 되기를 기대해 봅니다. 저희 스마트렌즈 연구성과를 소개할 수 있도록 인터뷰 기회를 주신 데 대해 진심으로 감사드립니다.


[앵커]
혈당을 매일 측정할 수 있고 약물까지 자동으로 투여할 수 있는 스마트 렌즈에 대해 이야기 나눠봤습니다. 지금까지 포스텍 신소재공학과 한세광 교수였습니다. 오늘 말씀 감사합니다.


<관련기사>  YTN사이언스 16-06-09IEEE Spectrum 16-05-30

▣콘택트 렌즈가 혈당 측정… 투약까지 척척


눈물 속 당분으로 혈당 측정
센서가 측정한 수치 칩으로 전달, 기준치 넘으면 약물 방출 신호
"혈당만 측정하는 렌즈는 3년내… 약물 방출 제품은 5년내 상용화"


당뇨 환자는 매일 손가락 끝에서 피를 뽑아 혈당(血糖) 수치를 측정해야 한다. 머지않아 이런 번거로운 일이 사라질 전망이다. 혈당을 실시간으로 측정하고 약물까지 자동으로 투여하는 '똑똑한' 콘택트 렌즈가 잇따라 개발되고 있기 때문이다. 국제당뇨연합은 2035년이면 인구 10명당 1명꼴로 당뇨 환자가 발생할 것이라고 예측했다. 새로 열릴 의료기술 시장을 두고 콘택트 렌즈 회사들 간의 선점 경쟁도 치열해지고 있다.


◇혈당 측정에서 약물 전달까지 가능


국제전기전자공학회(IEEE)의 과학기술 뉴스사이트 '스펙트럼'은 최근 포스텍 신소재공학과 한세광 교수 연구진이 당뇨로 인해 망막이 손상된 환자를 위해 혈당 측정과 약물 투여 기능을 동시에 갖춘 스마트 콘택트 렌즈를 개발했다고 보도했다 스마트 콘택트 렌즈는 말랑말랑한 소프트 콘텍트 렌즈 두 개를 겹치고 그 사이에 전자회로를 넣은 형태다. 핵심은 혈당 측정 센서다.

 

스마트 콘택트 렌즈 설명 그래픽 혈액과 마찬가지로 눈물에도 글루코스라는 당분이 녹아있다. 혈당 수치와 눈물 속 당분 수치는 비례 관계가 있는 것으로 드러났다. 즉 눈물의 당분을 측정해 혈당 수치를 알아낼 수 있다는 말이다. 눈물에 있는 당분이 센서에 붙어있는 당 분해효소와 결합하면 과산화수소가 발생한다. 과산화수소는 수소와 산소로 나눠지면서 전자를 내놓는다. 즉 더 많은 전류가 흐르는 것이다. 이런 전류의 변화를 파악하면 당분 수치를 알아낼 수 있다. 실험에서 당 농도가 높아지면 전류도 비례해 높아지는 것으로 나타났기 때문이다.


센서가 측정한 혈당 수치는 마이크로 프로세서 칩으로 전달된다. 만약 혈당 수치가 기준치를 넘으면 칩에서 약물 방출 신호를 낸다. 칩 바로 옆에는 10개의 초소형 약물 저장소가 있다. 칩이 신호를 보내 전류가 흐르면 저장소 입구를 막고 있던 금박이 녹아 내린다. 이후 안에 있는 약물이 밖으로 나와 눈으로 흡수된다. 한세광 교수는 "혈당을 낮추는 약물은 3일에 한 번 정도 투여하면 되므로 콘텍트 렌즈 하나로 한 달을 쓸 수 있다"고 말했다.


콘택트 렌즈에 있는 코일은 센서가 측정한 정보를 외부 기기로 보내고 전기를 전송받는 역할을 한다. 포스텍 연구진은 혈당 측정 기능만 갖춘 렌즈는 3년 이내, 약물 방출 기능까지 추가한 제품은 5년 이내 상용화가 가능할 것으로 보고 있다. 소프트 콘택트 렌즈를 만드는 미국 제약사 존슨앤드존슨과의 공동 개발 논의도 시작했다.


◇녹내장 환자용 렌즈는 판매 중


안압 측정 렌즈 - 스위스 센시메드의 녹내장 환자용 콘택트렌즈 ‘트리거피시’를 낀 모습. 렌즈 안에 안압(眼壓) 센서가 들어 있어 수시로 안압을 측정한다.  ▲ 안압 측정 렌즈 - 스위스 센시메드의 녹내장 환자용 콘택트렌즈 ‘트리거피시’를 낀 모습. 렌즈 안에 안압(眼壓) 센서가 들어 있어 수시로 안압을 측정한다. /센시메드 제공 질병 진단용 콘택트 렌즈는 이번이 처음은 아니다. 구글도 혈당 측정용 스마트 콘택트 렌즈를 개발하고 있다. 2014년 나온 시제품을 보면 고리 형태의 코일과 초소형 센서, 칩 등으로 구성돼 있다. 구글은 현재 스위스 제약사 노바티스와 연구를 같이 하고 있다. 노바티스는 콘택트 렌즈 제조사이기도 하다. 구글의 혈당 센서도 당 분해효소를 이용하는 것으로 알려져 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 송용원 박사도 강자헌 강동경희대병원 안과 교수와 함께 2014년 눈물에 있는 글루코스를 분석할 수 있는 센서를 개발해 콘택트렌즈에 넣는 데 성공했다.


이미 상용화된 질병 진단용 콘택트 렌즈도 있다. 스위스 센시메드가 개발한 녹내장 환자용 '트리거피시'는 유럽에 이어 지난 3월 미국 시판 허가도 받았다. 실명(失明)을 유발하는 2대 질환이 녹내장과 당뇨병성 망막질환이다. 녹내장은 안압(眼壓)이 높아져 신경을 손상시키는 질병이어서 평소 눈의 압력이 높아지는지 수시로 확인해야 한다. 트리거피시 콘택트 렌즈에는 안압 센서가 들어있다. 안압이 높아지면 각막이 콘택트 렌즈를 압박한다. 이러면 렌즈 안의 센서가 모양이 바뀌면서 압력을 측정한다.


최근의 흐름은 진단과 투약의 결합이다 영국 케임브리지대의 알리 에티센 교수는 지난해 국제학술지 '어드밴스드 헬스케어 머티리얼'에 발표한 논문에서 "의료용 콘택트 렌즈는 질병 진단에 그치지 않고 약물 전달 기능까지 갖출 것"이라고 예측했다.


<관련기사>  조선일보 16-06-02

▣피부상처부터 속살-뼈까지 접착제로 붙인다


의료용 접착제의 진화


 첨단 의료용 접착제가 봉합의 역사를 다시 쓰고 있다. 쓰기 쉽고 하루 뒤부터는 샤워도 할 수 있다. 최근에는 피부 상처뿐 아니라 내부 조직이나 뼈까지 붙일 수 있는 접착제가 개발되는 등 의료용 접착제 기술은 빠르게 진화하고 있다.


○ 혈액 흐르는 심장에서도 강한 접착력 유지


미국 연구진은 빛을 만나면 고체로 바뀌는 접착제를 개발해 심장 벽의 손상 부위를 봉합하는 데 성공했다. 카프 연구소 제공


지난해 미국 주간지 ‘타임’은 포르투갈의 의과학자 마리아 페레이라 박사(31)를 ‘차세대 리더’로 꼽으며 인체 어디에도 적용할 수 있도록 개발한 접착제가 의학계에 혁명을 일으킬 것이라고 전망했다.


그는 선천성 심장병을 앓는 아기들을 위해 수술 뒤 심장을 안전하게 봉합하는 방법을 찾고자 연구를 시작했다. 1998년 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받은 의료용 접착제는 피부 상처에는 효과적이었지만 심장과 같은 내부 조직에는 사용하기 어려웠다. 피부에서는 회복 후 간단히 떼어내면 되지만 몸속에 적용할 경우 별도의 제거 과정이 필요하기 때문이다. 지혈제 성분을 이용한 ‘피브린 글루(fibrin glue)’가 있지만 접착력이 약하고 봉합 시간도 오래 걸리는 한계가 있었다.


페레이라 박사는 제프리 카프 미국 하버드대 의대 교수팀과 공동으로 빛을 받으면 고체로 변하는 액체 접착제(HLAA)를 개발해 2014년 ‘사이언스 중개의학’에 발표했다. 이 연구에는 카프 교수팀의 한국인 과학자인 이유한 박사후연구원도 참여했다.


연구진이 수술한 심장 조직에 접착제를 바르고 빛을 쪼이자 탄성이 있는 고체로 바뀌면서 찢어진 부위가 봉합됐다. 항상 혈액이 흐르고 강한 혈압이 작용하는 환경에서도 접착력은 유지됐다. 무엇보다도 상처가 아문 뒤에는 접착제가 몸속에서 생분해된다. 이 접착제는 쥐나 돼지 심장 수술에서 효과적인 것으로 나타났다. 페레이라 박사가 연구책임자로 있는 프랑스 바이오벤처 ‘게코 바이오메디컬’은 이르면 올해 의료용 접착제를 출시할 예정이다.


국내에서도 비슷한 연구가 진행되고 있다. 한세광 포스텍 신소재공학과 교수팀은 윤석현 미국 하버드대 의대 교수팀과 공동으로 빛을 이용해 피부 조직을 접합하는 기술을 개발했다. 빛에 반응하는 물질을 상처에 바르고 빛을 쪼였더니 피부의 콜라겐이 서로 결합해 상처가 봉합됐다. 빛을 전달하는 도파관이 생분해되기 때문에 피부 깊숙한 곳에도 적용할 수 있다. 연구진은 돼지 피부에 적용한 실험에 성공한 뒤 ‘어드밴스트 펑크셔널 머티리얼스’ 2월 1일자에 이 내용을 발표했다.


○ 홍합에서 뼈 접착제 개발

 


상처 부위에 홍합 접착 단백질로 개발한 접착제를 바른 뒤 2주일간 회복 과정을 관찰한 결과(오른쪽) 봉합사나 기존 접착제를 사용했을 때보다 회복 속도가 빠르고 흉터가 작았다. 포스텍 제공


뼈를 잘 붙게 하는 의료용 접착제도 출시를 앞두고 있다. 차형준 포스텍 화학공학과 교수가 이끄는 해양바이오산업신소재연구단은 홍합이 바위 등에 붙을 때 사용하는 접착 단백질을 활용해 뼈 재생을 돕는 접착제를 개발했다.


뼈가 완전히 부러지면 핀으로 고정하지만 잘게 부서진 경우에는 소나 돼지의 뼛가루로 만든 이식재를 넣어 뼈 재생을 돕는다. 문제는 이식재가 다른 곳으로 흩어질 수 있다는 점이다. 임플란트 수술에서 치아의 지지 뼈를 보강하기 위해 이식재를 쓰기도 하는데 입 속 수분이 장애물로 작용한다. 


연구팀은 전상호 고려대 안암병원 치과 교수팀과 공동으로 홍합 접착 단백질로 만든 접착제를 이용해 이식재를 고정하는 방식을 개발했다. 쥐의 두개골에 구멍을 내고 이 방식을 적용하자 뼈 성장인자가 이식재에 잘 달라붙으면서 뼈 재생 속도가 1.5배 빨라진 것으로 나타났다. 연구 결과는 2014년 ‘재료화학저널B’에 발표됐다.


차 교수팀은 홍합 접착 단백질을 바르고 청색 빛을 쪼이는 방식으로 피부 조직을 붙이는 데도 성공했다. 생쥐 피부에 난 상처에 적용한 결과 7일 뒤 상처가 봉합됐으며 접착 단백질은 완전히 분해됐다. 2주 뒤에는 흉터도 거의 남지 않았다. 연구 결과는 지난해 ‘바이오머티리얼스’에 실렸다.


차 교수는 “인공 합성한 화학물질인 여타 의료용 접착제와 달리 홍합에서 자연 추출한 단백질로 만든 접착제라는 점에서 인체에 안전하다”며 “이르면 올해 임상시험에 들어가 내년 후반 이후 제품화가 가능할 것”이라고 말했다.


<관련기사>  동아일보 16-05-09

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<논문보기> Noninvasive Transdermal Vaccination Using Hyaluronan Nanocarriers and Laser Adjuvant

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▣제정호 교수팀, 세포내시경 기술 개발 '알츠하이머' 조기진단 기대



 제정호 POSTECH(포항공대) 신소재공학과 교수팀이 살아있는 뉴런세포와 빛으로 교감하며 구리이온의 정확한 양을 측정하는 '세포내시경' 기술을 최초로 개발했다.


그 동안 세포 속에서 유지돼야 하는 구리의 양에 대해서는 정확하게 알려지지 않았지만, 대뇌피질과 해마 뉴런에 들어있는 구리이온을 정략적으로 측정하는데 성공하면서 재료분야 권위지인 어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)지를 통해 발표됐다.


이 기술은 알츠하이머와 같은 퇴행성 신경질환의 조기진단은 물론 지금까지 뇌에서 우리의 기억이 만들어지는 미스터리를 풀어낼 것으로 학계의 기대를 모으고 있다.


구리이온은 신경계를 조절하는 물질로서, 알츠하이머와 같은 퇴행성 신경질환을 조기에 진단할 수 있으려면 우리 신경세포(뉴런) 속에 얼마나 분포돼 있으며, 어느 수준이 적정한지를 파악할 수 있어야 한다.


그러나 기존 측정방식은 구리 이온을 별도로 측정하지 못하거나, 그 분석내용이 부정확하게 나오는 등 세포 속의 금속이온을 정량분석하기 어렵고, 방법에 따라 냉각된 세포에만 사용할 수 있거나, 독성이 세포에 들어갈 수 있다는 단점을 가지고 있었다.


이에 연구팀은 구리이온과 반응하여 빛의 형광을 변화시키는 나노선 탐침을 개발해 빛으로 세포와 미세한 광학신호를 직접 주고받도록 해 세포에 형광인자를 주입할 필요가 없고, 빛이 산란되거나 흡수되는 현상을 최소화해 뉴런 세포 속 구리이온의 정량분석을 하는데 성공했다.


이 연구는 퇴행성 신경질환의 조기진단이나 치료에 응용될 수 있음은 물론, 생체정보의 모니터링이나 나노크기의 바이오센서로 적용할 수 있을 것으로 전망된다. 특히 구리이온은 뇌에서의 기억형성에도 관여하는 것으로 알려진 만큼 정확하게 어떠한 역할을 하는지에 대한 궁금증도 풀릴 것으로 기대된다.


<관련기사> 아주경제 16-04-04, 연합뉴스 16-04-04, 뉴스1 16-04-04
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<논문보기> Quantitative Probing of Cu2+ Ions Naturally Present in Single Living Cells
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▣'드론' 타고 1시간 이상 하늘 날 수 있다


 지금까지 간단한 조작으로 항공 촬영뿐 아니라 재난현장 수색 등 다양한 분야에 활용되는 하늘에 띄우는 소형 무인항공기 '드론'의 20분 정도였던 운행시간이 1시간 이상 늘어나는 길이 열렸다.


드론은 조작이 간단하고 휴대하기도 쉬워 최근 급성장세를 보이고 있지만 배터리 용량이 적어 1시간 이상 비행할 수 없다는 것이 가장 큰 단점으로 지적됐다.


이런 상황에서 포스텍 연구팀이 드론의 문제점을 해결할 수 있는 연료전지를 개발했다.


포스텍에 따르면 신소재공학과 최경만 교수와 통합과정 김건중씨 팀은 스마트폰·노트북·드론이나 초소형 기기에 리튬 배터리를 대체할 수 있는 '소형 고체산화물' 연료전지 개발에 성공, 네이처 자매지인 사이언티픽 리포트 3월호를 통해 발표됐다.


특히 소형 연료전지는 물론 자동차에 적용할 수 있는 대용량 연료전지에도 활용 할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.


3세대 연료전지로 불리는 고체산화물 연료전지는 고체산화물을 전해질로 사용해 다른 연료전지보다 구조가 간단하고 전해질 손실이나 부식 문제가 없어 활발하게 연구됐다.


하지만 그동안 소형산화물 연료전지 지지체로 사용하는 실리콘의 경우 공기 중의 산소이온이 전해질에서 연료극으로 이동해 음극의 수소와 반응해 전류를 발생하는 과정에서 전해질과의 열팽창 차이 등으로 급격한 열화현상을 보이거나 내구성이 떨어져 실제 활용하기에 어려웠다.


연구팀은 이 같은 문제점을 해소하기 위해 열이나 기계적 충격에 강하고, 산화나 환원 반응에 안정성이 높은 스테인리스를 다공성 지지체로 만든 뒤 열용량을 최소화한 박막을 코팅해 성능과 내구성을 동시에 높일 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다.


여기에다 활용되는 기판은 테이프캐스팅·압착·동시소결 방식으로 대형화는 물론 상용화에도 대응할 수 있도록 만들었다.


이 연료전지는 550℃의 온도에서 높은 출력밀도를 보여 고속구동과 고성능을 동시에 필요로 하는 스마트폰이나 노트북, 드론과 같은 이동용 전자기기에 적합하며, 가격도 저렴해 차세대 전기자동차 전원으로 사용할 수 있는 대형연료전지 개발 가능성도 열어놓았다.


최경만 교수는 "이 연료전지를 이용하면 1시간 이상 하늘을 날 수 있는 드론은 물론 1주일에 한 번만 충전하더라도 충분히 사용할 수 있는 스마트폰 역시 나올 수 있을 것"이라고 밝혔다.


<관련기사> 경북매일 16-03-08연합뉴스 16-03-08세계일보 16-03-08

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<논문보기> Micro solid oxide fuel cell fabricated on porous stainless steel: a new strategy for enhanced thermal cycling ability

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▣포스텍-하버드대 연구진 ‘피부에 바르는 백신’ 개발 (신소재 한세광 교수)



 포스텍 한세광 교수(신소재공학과·사진)와 하버드대 의과대학 윤석현 교수 공동연구팀은 백신을 주사하는 대신 피부에 발라 빛을 이용해 흡수시키는 '광의약' 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

 광의약은 레이저 등 빛을 이용한 치료 기술을 의약소재에 접목해 피부질환, 항암치료, 성형수술, 피부과 시술 등에 활용하는 최첨단 의약 분야다.

 연구팀은 피부 투과도가 높은 생체고분자 물질인 '히알루론산'을 백신과 섞어 피부에 발라 조직 내에 백신을 전달한 후 빛을 쪼이는 방법으로 면역 효과를 높이는 기술을 개발했다. 주사 대신 피부에 발라 흡수시키기 때문에 백신을 투여하면서 생길 수 있는 감염 위험을 낮추고 환자의 편의성을 높일 수 있다고 연구팀은 설명했다.

 이와 함께 연구팀은 상처 부위에 생체적합성 광감응 염료를 바른 후 생체고분자 도파관으로 빛을 쪼여 피부를 원래대로 접합·복원하는 기술도 개발했다. 조직 내 콜라겐이 서로 결합하는 '가교반응'을 빛을 통해 일으키는 기술로, 빛을 전달하는 데 사용된 광도파관은 체내에서 분해돼 별도의 제거과정이 필요 없다.

 한세광 교수는 "하버드 의대와의 지속적인 공동연구를 통해 다양한 광의약 기술을 개발하는데 전력을 다할 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 재료 분야 국제 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)'와 종합학술지 '네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)'에 각각 게재됐다.

 


<관련기사> SBS TV 16-02-11YTN Science 16-02-11전자신문 16-02-02디지털타임즈 16-02-02경북일보 16-02-02

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<논문보기> Bioabsorbable polymer optical waveguides for deep-tissue photomedicine
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▣ 포스텍 황현상 교수 연구팀 인간 두뇌 닮은 '똑똑한' 반도체소자 개발



' 외출 준비를 하고 현관에서 신발을 신으면 주차된 자동차가 집 앞에 와서 목적지로 데려다주는 SF 영화의 한 장면이 현실에서 실현 가능할까?'

 포스텍 연구팀이 간단한 구조로 슈퍼컴퓨터로 불리는 인간의 두뇌를 모사해 다양한 정보를 처리하고 기억하는 반도체 소자 개발에 성공, 뇌신호를 통한 기기제어나 스마트로봇 등 다양한 방면에 응용할 수 있을 것으로 보인다.

컴퓨터 등 현대 사회의 기계는 수학 연산처럼 정형화된 작업을 빠르고 정확하게 수행하지만, 사람과 같이 사물과 환경을 인식하며 돌발 상황에서 정보를 유추해 내는 작업 능률은 크게 떨어진다.

 이는 메모리와 프로세서가 분리된 상태로 한 번에 하나의 명령을 빠르게 반복 수행하는 디지털 방식을 사용하기 때문이다.

즉 복잡한 데다 정형화되지 않은 정보를 한꺼번에 처리하는 등 변화에 따른 적절한 대응을 하지 못하는 것이다.

반면 인간의 두뇌는 1천억 개가 넘는 신경세포인 뉴런이 시냅스라는 연결고리를 통해 다른 뉴런과 서로 신호를 주고받으며 동시에 작동해 순식간에 정보를 처리할 뿐 아니라 저장하며 되불러온다.

 이로 인해 두뇌를 닮은 뉴로모픽 시스템이 차세대 기술로 주목받고 있지만, 현재의 설계 방식은 필요한 트랜지스터 수가 늘어나는 것은 물론 반도체 칩 크기와 전력 소모 역시 많이 증가해 시스템 구현에 어려움을 겪고 있다.

하지만 포스텍 신소재공학과 황현상 교수 연구팀은 뇌의 시냅스와 뉴런 역할을 해 병렬적인 정보 처리와 학습을 할 수 있는 초소형·초절전 뉴로모픽 소자를 개발했다.

 이들은 절연체·금속 전환이 가능한 NbO2 물질로 뉴런 모사 소자를 만들어 그 사이에 시냅스 역할을 할 수 있도록 전도성 산화물인 PCMO 물질을 배치한 단순한 구조를 이용해 주기적으로 전기 자극이 가해질 때마다 변화하는 값을 기억하고 특정 조건에만 작동해 수십 개의 트랜지스터가 필요하던 일을 소자 단 한 개로 해결할 수 있도록 했다.

 연구팀은 또한 나노미터 단위로 크기를 줄여도 이 같은 소자의 특성이 유지돼 실제 신경망이 촘촘히 얽혀있는 인간의 두뇌같이 시냅스와 뉴런의 높은 밀도를 구현할 수 있는 것을 확인했다.

 이 연구결과는 최근 미국에서 열린 반도체소자 분야의 권위 있는 학술회의인 국제전자기기회의(IEEE International Electron Device Meeting·IEEE IEDM)을 통해 발표돼 학계의 관심을 모았다.

 황현상 교수는 "연구팀은 이번 성과를 토대로 패턴인식 기능 등의 추가기술 개발에 나설 것"이라며 "뇌파 신호와 영상·이미지 신호 등을 실시간으로 분석할 수 있게 되면 뇌신호를 통한 무인자동차 등에 광범위하게 응용을 할 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.


<관련기사KBS News 15-12-14, 경북일보 15-12-15매일경제 15-12-15연합뉴스 15-12-14

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<논문보기> Improved Synaptic Behavior under Identical Pulses using AlOx/HfO2 Bilayer RRAM Array for Neuromorphic Systems

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▣ POSTECH 한세광 교수팀, 광음향 소재 멜라노이딘 개발


 커피를 로스팅할 때 나는 맛있는 향의 원인이 되는 화합물 ‘멜라노이딘’을, 광음향을 이용한 의료 영상 촬영, 항암치료, 지방흡입과 같은 성형수술에 활용하는 기술이 POSTECH(포항공과대학교) 연구팀에 의해 개발됐다.


 POSTECH 신소재공학과 한세광 교수 연구팀은 창의IT융합공학과 김철홍 교수․삼성종합기술원 이민영 박사 연구팀과 공동연구를 통해 생분해성 광음향*1소재 멜라노이딘을 합성, 광음향영상*2과 광열치료*3 기술을 개발, 나노 분야 세계적 권위지 ACS Nano지 온라인판을 통해 발표했다.


 아미노산과 당의 메일라드(Maillard) 반응으로 만들어지는 멜라노이딘은 흔히 식품 가공이나 저장과정에서 생겨나는 물질로 항산화작용이나 암 예방 물질로도 잘 알려져 있다.

 

 연구팀은 이 물질에 빛을 쐬면 음파가 생성되는 광음향 특성이 나타나는 것을 최초로 발견했으며, 이 물질을 이용해 암전이와 관계된 림프절과 내장기관의 의료영상을 촬영했다.


 이와 함께 멜라노이딘이 빛을 받으면 열을 내는 광열특성을 가지고 있다는 점을 응용, 동물실험을 통해 상대적으로 열에 약한 항암조직을 괴사시키고, 빛으로 지방조직만을 녹여내는 데에도 성공했다.


 인체에 무해한 생체고분자인 멜라노이딘을 이용해 광음향 영상을 촬영할 경우, 멜라노이딘 자체가 생분해되어 몸 밖으로 배출되기 때문에 X선 영상촬영이나 MRI와 같이 조영제를 이용하는 의료영상촬영의 부작용을 해소할 수 있을 것으로 학계는 기대하고 있다.


 또, 이 기술은 항암 광열 치료뿐만 아니라 지방조직을 절개 없이 제거하여 그에 따른 부작용도 줄일 수 있어 최근 활발하게 시술되는 지방흡입술에도 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다.


 연구를 주도한 한세광 교수는 “이번 연구는 멜라노이딘을 투여 후 빛을 이용해 의료영상 촬영이나 광열치료에 효과적으로 적용할 수 있다는 가능성을 확인한 첫 사례로 앞으로 새로운 포토메디슨*4 기술의 상용화에 적극 나설 계획”이라고 밝혔다.


 한편, 이 연구는 한국연구재단의 지원으로 수행되었으며, 한세광 교수팀은  다양한 나노의약용 생체재료 개발 관련 연구를 활발하게 진행하고 있다. 특히 최근에는 실용화 연구로 2015 대한민국 발명특허대전에서 대통령상을 수상한 바 있다.


1. 광음향 (photoacoustic)

 번개가 치면 천둥소리가 들려오는 현상과 동일한 광음향은 물질이 빛을 흡수하면 광에너지가 열로 변하는 단계에서 기체에 음파가 발생하는 현상


2. 광음향 영상 (photoacoustic imaging)

  빛을 받으면 열이 발생되는 광음향소재를 조영제로 이용하여 부작용 없이 생체조직을 의료영상 촬영하는 기술이다. 


3. 광열치료 (photothermal therapy)

  빛을 받으면 열이 발생되는 광열소재를 이용하여 상대적으로 열에 약한 암세포들을 선택적으로 태워 괴사시키거나 지방세포를 태워 성형수술용 지방흡입을 용이하게 하는 기술이다.  


4. 포토메디슨 (photomedicine)

  광음향소재, 광열소재, 광동력학소재 등을 체내에 투여한 다음 빛을 조사하여 항암치료, 성형수술, 피부과 시술 등에 적용하는 최첨단 광의약이다.


<관련기사  MBC News 15-12-08 , 매일경제 15-12-08 , 동아 사이언스 15-12-11 , 연합뉴스 15-12-08

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<논문보기> Biodegradable Photonic Melanoidin for Theranostic Applications

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