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다양한 분야에서 그 가능성이 기대 되는 3D 프린팅 기술. 로봇 공학 기술과의 시너지 효과로 그 발전이 점점 빨라지고 있는 가운데 과학자들이 우리 몸속에서 활동할 수 있는 극초소형 로봇 원형을 만들어냈다.
아인슈타인을 비롯한 21명의 노벨상 수상자를 배출한 유럽 최고의 공과대로도 유명한 스위스 취리히연방공과대(ETH Zurich)의 브래들리 넬슨 교수(로봇·지능시스템)와 크리스토퍼 헤이롤드 교수(마이크로·나노시스템)가 공동으로 이끄는 연구진이 마이크로 시스템에 새로운 물질을 적용하기 위해 수년간 연구한 끝에, 체내를 헤엄쳐 물질을 운반할 수 있는 나노봇 개발에 성공했다.
현재 개발된 나노봇은 질환을 앓고 있는 심장에 도달시킬 수 있는 수준에 이르렀다. 이 연구에서 핵심은 적층제조(Additive Manufacturing)라는 3D 프린팅 기술로, 점토로 만드는 조각상처럼 재료를 추가하면서 제조해 나가는 조형 방법을 말한다. 이를 계기로 해당 장치의 기능성과 약물을 체내의 정확한 위치로 보낼 가능성이 훨씬 높아졌다고 한다.
연구진은 먼저 자성을 띤 나노 입자를 에폭시 수지 안에 넣고 반복적으로 3D 레이저 빔을 사용해 길이 60㎛(마이크로미터), 지름 9㎛의 이중으로 꼬인 나선 형태의 미세 장치(액추에이터)를 만들어냈다.
연구진은 “3D 프린팅 기술 덕분에 원하는 형태의 결과물을 얻을 수 있었고 수정도 훨씬 수월해졌다”면서 “마치 우리 몸의 편모(수영에 필요한 세포 소기관)와 같은 움직임을 이 나노봇에 부여하는 것도 가능해졌다”고 설명했다.
두 교수가 개발한 이 나노봇은 환자에게 미치는 영향을 최소화하는 최소침습수술(minimally invasive surgery)이나 원하는 곳에 정확히 약물을 투여하는 목표세포 약물전달(Targeted drug delivery), 특정 부위를 원격에서 확인하는 원격탐사(Remote sensing), 질병의 원인분석에 도움이 되는 단일세포 조작(Single cell manipulation) 등 다양한 분야에서 중요 역할을 할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
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한편 이 연구성과는 세계적인 저널인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’(Advanced Functional Materials) 9월호 표지 논문으로 게재됐다.
윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
