▲ 황석원 고려대 교수

[미디어펜=류용환 기자] 고려대학교는 KU-KIST 융합대학원 황석원 교수가 미국 일리노이대 강승균 박사와 공동 연구를 통해 생분해성 물질로 이루어진 얇은 금속 포일을 생체 적합성 전자 소재인 실리콘(Si), 실리콘 옥사이드(SiO2), 마그네슘(Mg)등과 결합해 물이나 생체 내에서 용해 및 분해 가능한 생체 전자 시스템을 개발했다고 2일 밝혔다.

생분해성은 물질이 생체 내에 있는 혈액을 비롯해 다양한 영양분 및 조직과 기관 내에서 분해될 수 있는 성질을, 생체 적합성은 장기간에 걸쳐 의료용 재료가 생체에 무해하며 악영향을 나타내지 않고 생체와 공존할 수 있다.

연구팀은 물에서 용해가능하며 인체에 해롭지 않은 초박막 형태의 실리콘을 이용, 다양한 종류의 전자 소자를 생분해성 물질의 금속 포일위에 제작해 전체 시스템이 신체 내에서 용해·분해 가능한 생체 전자 소자를 제작했다.

생체 전자 시스템은 체내에서 완전히 분해 후 재흡수가 되는 물질로 구성·설계되어 있으며 초박막 형태의 반도체인 Si, 절연체인 SiO2, 금속물질인 Mg·철(Fe)·몰리브덴(Mo)·텅스텐(W) 등이 주요 물질이다.

이번 연구에서는 기존의 생체소자에 기판 및 보호막으로 많이 응용됐던 중합체 대신 기계적 성질 및 안정성이 뛰어난 생분해성 금속을 얇은 포일 형태로 사용해 생체 소자를 제작했다. 이러한 생분해성 금속은 기존의 관상동맥 스텐트 및 뼈 고정용 물질로서 생체 내 이식 소자로 널리 이용되어 왔다.

이 기술은 생분해성 금속을 기판 및 보호막으로 이용함으로써 열적 안정성과 함께 물·액체 내에서 물리적 변형에 대한 저항력도 커지기 때문에 극심한 외부 환경의 변화에도 안정적으로 작동할 수 있다.

이에 향후 인체 내부에 이식을 목적으로 사용 시 일정기간 동안 전자 시스템이 안정적으로 작동한 후 완전히 분해 되서 체내에 흡수되어야 하는데 체내에서의 다양한 변화에도 안정적으로 작동할 수 있는 큰 가능성을 제시했다고 고려대 측은 전했다.

황석원 교수는 “생분해성 금속을 기판 및 보호막으로 사용한 생체 전자 소자는 다양한 환경에서 안정적으로 작동할 수 있는, 하지만 일정시간 후에는 체내에서 분해·재흡수 될 수 있는, 새로운 개념의 의료용 임플란트 전자소자에 응용가능하다. 또한 분해·용해되는 특성을 이용하여 국방 및 전자 기기 분야에 보안 시스템에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 재료분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’(Advanced Functional Materials) 3월25일자 온라인판에 게재됐으며 뒷표지(Back Cover)로 선정됐다.