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[재료연구소 전자신문 공동기획] 첨단기술과 소재의 만남 <1> KIST의 생체소재 연구

산업 전반의 융합 트렌드와 맞물려 소재산업이 뜨거운 이슈로 떠올랐다. 우리나라가 다소 취약한 소재기술은 국가 경쟁력과도 맞물려 있다. 전자신문은 재료연구소 주최로 매달 열리는 소재+IT·BT·NT·ET·자동차 등 융복합 소재 세미나를 요약, 소개한다. 이 세미나는 국내 석학으로부터 소재분야 첨단 연구동향을 듣는 자리다.

21일 재료연구소에서 열린 소재 융복합 정기 세미나. 한동근 KIST박사가 생체소재에 대해 설명하고 있다. <21일 재료연구소에서 열린 소재 융복합 정기 세미나. 한동근 KIST박사가 생체소재에 대해 설명하고 있다.>

미래 사회를 그린 김탁환, 정재승의 SF소설 `눈먼 시계공`에는 한 등장인물이 자신의 신체를 인공물로 대체하며 고민하는 장면이 나온다. 소설 속 사회는 인공물의 인체 사용 비중이 70%를 넘으면 인간이 아닌 로봇(기계)으로 취급하기 때문이다. 소설처럼 기술 발전에 따라 미래에는 인체의 많은 부위를 인공물로 대체할 수 있다. `아이로봇` 등 수많은 SF영화와 소설에 등장하는 인공 장기와 로봇팔·다리 등은 다가올 미래 사회의 한 단면을 보여준다.

`생체소재(Biomaterials)`가 인체 조직이나 기관을 치료, 보강, 대체할 전망이다.

이 연구는 KIST 의공학연구소 산하 `생체재료연구단`이 수행 중이다. 이 기관은 국내 융복합 생체소재 연구를 리드하고 있는 생체소재 전문 연구기관이다.

지난 21일 `KIST 생체소재 연구동향 및 이슈`를 주제로 강연에 나선 KIST 생체재료연구단 한동근 지능바이오소재연구실장은 “고령사회와 맞춤형 의료시대를 대비해야 하는 국가 및 세계적 어젠다가 연구단 설립 배경”이라며 “인체 각 조직을 되살리는 `재생`과 인체 각 부위를 인공물로 `대체`하는 두 줄기에서 생체소재 개발과 이의 적용(응용)기술을 종합적으로 연구하고 있다”말했다.

초기 생체소재는 면역체계에 대한 손상 가능성을 최소화하는 연구에 집중됐다. 최근에는 조직과 일체화되고 나아가 조직 복구까지 가능한 고기능성 재료 연구가 주를 이룬다.

한 실장은 “가까운 미래에 재료과학, 분자생물학, 유전학 등 학제간 융합과 NT와 IT 등 첨단기술을 결합한 새로운 첨단 생체소재가 등장할 것”으로 예상했다.

이미 혈액과 혈관, 치아, 나아가 세포에까지 직접 적용할 수 있는 나노생체소재를 비롯해 나노바이오센서와 나노바이오칩을 이용해 환자의 질병을 진단하고 치료하는 분자진단기술 등이 개발·적용되고 있다. 고령화, 웰빙 시대에 발맞춰 생체소재산업은 전 세계적으로 가장 유망한 산업 중 하나로 부각되고 있다.

재생(Regeneration)은 조직공학(Tissue Engineering)을 토대로 인체와 세포를 모니터링해 복구 가능한 생체소재를 연구·개발하는 분야다. 특히 연구 기반인 `조직공학`은 공학, 생물학, 의학을 접목한 대표적 다학제간 응용과학기술로 연구 노하우와 응용 여부에 따라 거의 모든 조직 및 장기의 재생이 가능하다. 피부와 관절연골 등 몇몇 인체 부위는 이미 상품화됐다.

대체(Replacement)는 금속, 세라믹 등 기본 재료에 나노·바이오 등 혁신적 기술을 접목, 신체 부위를 대체할 수 있는 생체소재 기술이다.

생체재료연구단은 나노섬유, 하이드로겔, 줄기세포를 이용한 연골·뼈 재생 등 조직공학용 지지체 개발과 조직재생 연구를 중점 추진 중이다. 충전용 필러, 피부봉합용 접착제, 치과·정형외과·심혈관계 생체재료 등 생체적합성 바이오소재 개발도 진행하고 있다.

한동근 실장은 “우리나라의 생체소재 연구는 이미 세계적 수준에 이르렀다”며 “현재 관상동맥용 약물방출스텐트, 말초혈관용 고기능성 스텐트 등 심혈관계 및 비혈관계 스텐트와 4세대 `생체모방형 표면개질 임플란트`를 중점 연구개발 중”이라 말했다.

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