포스텍(총장 김도연)은 이효민 화학공학과 교수팀, 최창형 대구한의대학교 화장품공학부 교수, 데이비드 웨이츠 미국 하버드대학교 교수와의 공동연구를 통해 유체의 정교한 흐름을 제어해 연속적으로 물방울(액적) 생산이 가능한 미세유체기술을 개발했다고 23일 밝혔다.
미세유체공학이란 100만분의 1m라는 마이크로미터(㎛) 속 작은 세상에서 움직이는 유체의 특성을 연구하는 학문이다. 여기에 약물이나 고부가 가치 기능성 생체물질을 넣는 미세입자 담지(캡슐화) 기술이 더해지면 체내 약물을 전달하고 인공세포를 만드는 등 다양한 곳에서 활용 가능한 바이오 기술이 된다.
미세유체기반 미세입자 담지 기술에 대한 연구는 과학자들의 오랜 관심사였다. 하지만 미세하고 정교한 기술로 시간과 노력이 많이 들고 대량 생산이 힘들어 연구실을 벗어나 상용화하기 어려웠다.
연구팀은 유체 내부 흐름을 제어해 여러 개의 상을 가진 정교한 물방울을 만들어냈다. 이러한 다중액적의 경우 다양한 기능성 물질을 원하는 위치에 집어넣을 수 있을 뿐만 아니라 다양한 물리·화학적 공정을 도입할 수 있다.
생체물질들을 외부 환경으로부터 보호하면서 일정한 조건하에서는 외부로 약물 및 생체 분자를 선택적으로 방출시킬 수 있어 바이오 분야에서 효용가치가 있다.
하지만 이 전에는 생산량과 구현할 수 있는 구조에 있어서 여러 한계점이 있었다. 이 방법에 따르면 정교한 구조의 기능성 물질 담지 미세입자를 연속 공정을 통해 대량 생산이 가능해진다.
연구팀은 또 미세유체기술과 관련된 액적 형성의 기초 메커니즘부터 미세 입자 개발을 위한 구체적인 방안도 제시해 미세유체기술의 상용화에도 기여할 수 있을 것으로 예상된다.
이효민 교수는 “액적을 기반으로 생의학용 미세입자 제조법과 응용법 등을 담았다”면서 “이 논문을 통해 미세유체기술을 활용한 다양한 기술이 개발될 뿐만 아니라 해당 기술의 상용화에 돌파구가 될 것”이라고 밝혔다.
영국왕립화학회 발간 국제 학술지 '케미컬 소사이어티 리뷰'의 내부 표지로 선정된 이번 연구는 한국연구재단 기초연구사업과 포스텍 기초과학연구소 지원으로 수행됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
