인체 내에서 자유자재로 모양을 바꾸고, 임무를 마치면 녹아 없어지는 의료로봇이 개발됐다.

조선대학교(총장 김춘성) 기계공학과 고광준 교수 연구팀은 한국마이크로의료로봇연구원, 전남대 최은표 교수와 함께 습도, 화학성분, 온도 등 외부 환경에 따라 움직이며 실시간으로 인체 모니터링 기능을 갖춘 소프트 마이크로 의료로봇 개발에 성공했다고 밝혔다.

▲  조선대, 체내에서 임무 수행하고 스스로 없어지는 의료로봇 개발 연구성과

지금까지 개발된 소프트 로봇의 경우 생물의 행동을 따라 하는 생체모방 움직임을 구현하는데 연구가 집중되어 있어 응용 분야가 극히 제한적이었다. 특히, 재료적 한계로 인해 병을 진단 및 치료하고 이에 맞는 형상 변화와 구동, 자극 등을 고려해야 하는 의생명 응용 분야에 소프트 로봇을 적용하기에는 한계가 있었다.

이에 연구팀은 체내에서 분해 가능한 천연고분자(키토산)와 자기 반응 재료인 자성나노입자를 활용하여 기존 소프트 로봇의 부드러운 움직임은 유지하면서 원하는 위치로 이동이 가능하고, 임무 수행 후 스스로 녹아 없어지는 다기능성 소프트 마이크로 의료로봇을 개발했다.

로봇 표면에 미세패턴을 새겨 원하는 방향으로 휘어질 수 있고, 자성 나노 입자의 자기장 반응성을 이용해 원하는 위치로 이동할 수 있도록 고안했다. 이를 통해 덩굴 식물, 손가락처럼 다양한 생체 모방 움직임을 구현할 수 있다. 또한 독성 및 염증반응 없이 4주 동안 서서히 분해된다고 연구팀은 설명했다.

고광준 교수는 “이번 연구에서 개발된 소프트 마이크로 의료로봇은 기존 한계를 극복하고 의료 분야로 확장할 수 있음을 보여줬다”며, “향후 지속적인 연구를 통해 질환 치료 및 재생과 체외 질환모델, 약물 스크리닝과 같은 의생명과학 분야에서 플랫폼으로 활용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)에 게재되었다.