생체 친화적인 전도성 실크 접착제 개발

KAIST 이현주 교수 연구팀 “체내 이식용 가능”

생체 친화적 실크 고분자를 이용해 생체적합 전도성 접착제를 개발, 이를 통해 인간 피부에 잘 부착되는 경피형 전자소자가 세상에 나왔다.

KAIST 전기및전자공학부 이현주 교수 연구팀은 생체 친화적 실크 고분자에 금속이온을 도입해 접착성을 갖도록 만든 기술이다. 접착성이 높은 경피형 전자소자의 구현이 가능해 장기간 모니터링 및 약물 투여가 필요한 환자에게 적용이 가능할 것으로 기대를 모으고 있다.

연구팀은 지난 2년 간의 연구로 칼슘금속이온에 의한 실크 고분자의 접착 특성을 발견했다.

이를 인간의 피부에 고 접착으로 붙여 장기간 모니터링 및 재사용이 가능한 경피형 전자소자를 개발해가 위한 연구를 지속했다. 마침내 기존 실크 고분자의 한계와 제한을 극복하기 위해 칼슘이온을 도입을 통해 생체 적합하고 고접착력을 갖는 실크 접착제를 개발할 수 있었다.

실크 고분자에 도입된 칼슘이온은 물을 흡수하는 능력과 고분자를 결합해 주는 능력을 가져 단단한 실크 고분자에 점탄특성을 부여해 준다.

강한 점탄성 특성을 갖는 실크 고분자는 인체 피부 및 다양한 고분자 기판의 계면에서 물리적으로 결합해 강한 접착특성을 가진다.

고접착 특성과 더불어 실크 고분자의 칼슘이온은 실크 접착제가 이온전도성을 갖게 도와주며 원래의 실크 고분자가 갖고 있는 생분해특성에 의해 특정 조건에서 쉽게 접착력이 사라지는 특성이 있다. 연구팀은 이 특성을 통해 실크접착제를 경피형 전자소자와 인체피부 사이에 삽입해 고접착을 가지는 유연성 캐패시터 터치센서를 제작하고 장기간 부착이 가능하고 쉽게 탈부착 및 재사용할 수 있는 터치 센서를 개발했다.

또 인체 장기의 조직 중 신축성이 강한 방광 조직에 고 접착성을 가지는 변형센서를 집적해 방광 조직의 변형률에 따른 저항변화를 이용해 변형 정도도 확인했다.

이현주 교수는 “생체친화적인 실크 고분자를 이용해 재사용이 가능하며 쉽게 생분해되는 고접착 접착제를 개발했다는 점에서 실크 물질에 대한 새로운 가능성을 제시했다. 체내 이식용 전자소자에도 활용돼 장기간 모니터링 및 치료에 응용 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구는 서지원 박사, 김효중 박사과정이 주도하고 생명화학공학과 최시영 교수, 김기한 박사가 참여했고, 9월 5일 자 ‘어드밴스드 평서널 머티리얼즈’ 표지 논문에 게재됐다.
이해미 기자 ham7239@