국내 연구진이 마이크로미터(㎛) 단위 세포 수준에서도 인체에 잘 달라붙는 바이오 패치 구조체를 개발했다. 종이나 나뭇잎이 물에 젖으면 바닥에 잘 달라붙는 현상을 응용해 접착력을 높이면서도 내구성을 향상시켜 반복 사용할 수 있도록 했다. 웨어러블 생체진단 및 약물패치 성능을 향상시킬 것으로 기대된다.
한국전자통신연구원(ETRI·원장 이상훈)은 문승언 ICT소재연구그룹장 연구팀이 폴리우레탄 아크릴레이트(PUA) 고분자 소재로 박막을 만들고, 이를 적층해 복잡하고 울퉁불퉁한 인체에 잘 달라붙으면서 재사용이 가능한 바이오패치 구조체를 개발했다고 14일 밝혔다.
바이오 패치는 생체 표면에 얼마나 잘 달라붙느냐가 관건이다. 학계에서는 접착력을 높이기 위해 유연하고 얇은 패치를 구현하는데 주력했다. 하지만 기존 고분자 소재 패치는 너무 ?으면 쉽게 찢어지거나 말려들어 다시 사용할 수 없다.
연구팀은 모든 물체는 두께가 극히 얇아지면 표면 에너지가 커져 인접한 물체에 달라붙는 현상을 이용했다. 우레탄 아크릴레이트 고분자 소재로 800나노(㎚) 두께 패치를 만들어 접촉하는 힘을 극대화 했다. 여기에 20㎛ 두께와 500㎛ 두께 박막을 적층해 반복 사용할 수 있도록 내구성을 높였다.
26㎛ 두께 패치를 제작, 표면이 매우 복잡한 나뭇잎과 돼지피부 등 세포 수준 곡률을 지닌 표면에 반복 탈부착 시험을 마쳤다.
ETRI가 개발한 바이오 패치 구조체는 롤투롤 방식으로 대면적화 할 수 있다. PUA 이외 소재로도 제작할 수 있다.
연구팀은 바이오패치 접착력을 더 높이고 생산단가를 줄여 5~10년 이내에 상용화 할 계획이다.
문승언 ETRI ICT소재연구그룹장은 “새로 개발한 바이오 패치로 양질의 생체정보를 얻을 수 있게 됐다”면서 “패치를 반복 사용할 수 있어 웨어러블 기기 보편화에도 크게 기여할 것”이라고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
