gecko technology 응용기사입니다!

자연 모방한 접착제 없는 의료용 패치 개발도마뱀이나 딱정벌레가 천장에 거꾸로 매달리는 능력을 모방한 의료용 패치(반창고)가 국내에서 개발됐다. 서울대는 서갑양 교수(기계항공공학부) 연구진이 자연에 존재하는 미세 구조를 모방해 세계 최초로 접착제 없이도 피부에 붙일 수 있는 패치를 개발했다고 15일 밝혔다. 서 교수가 개발한 패치 표면에는 접착제 대신 수 ㎜ 길이의 털들이 촘촘히 나있다. 미세 털의 끝은 버섯처럼 둥글고 넓적한 모양이다. 도마뱀이나 딱정벌레의 발바닥에도 이 같은 모양의 미세 털이 나있다. 피부에 패치를 붙이면 자연에서처럼 미세 털의 둥근 부분과 피부 사이에 끌어당기는 힘이 작용해 접착력을 유지한다. 연구진은 이 패치로 심전도 측정 센서를 피부에 붙여 24시간 동안 심장 박동을 측정하는 데 성공했다고 밝혔다. 또한 패치를 30번이나 피부에서 뗐다가 붙여도 접착력을 유지하는 것으로 나타났다. 앞서 서 교수팀은 도마뱀 발바닥의 미세 털을 모방한 접착테이프를 개발해 반도체나 디스플레이를 이송하는 데 성공한 바 있다. 하지만 당시 테이프는 유리처럼 표면이 매끈한 물질에만 작용했다. 피부는 유리와 달리 표면이 거칠고 수분이 많아 기존 도마뱀 모방 테이프가 제대로 붙지 않았다. 연구진은 “이번에는 미세 털의 모양을 1억분의 1㎜까지 조절해 피부의 거친 표면에 달라붙을 수 있는 최적의 구조를 만들었다”고 밝혔다. 전문가들은 서 교수팀이 개발한 의료용 패치는 접착능력뿐 아니라 인체에 대한 안전성에서 획기적인 성과라고 평가하고 있다. 미 MIT의 로버트 랑거(Langer) 교수는 최근 ‘네이처’지에 실린 논평기사에서 “아기나 노인은 반창고를 붙였다가 떼면 접착물질 때문에 피부가 상하는 경우가 많다”며 “서 교수팀의 패치는 접착물질이 없어 피부에 아무런 손상을 주지 않는 이상적인 대안”이라고 밝혔다. 오늘날의 반창고는 1928년 존슨앤드존슨의 얼 딕슨(Dickson)이 개발했다. 딕슨은 아내의 손가락에 붙인 접착테이프와 거즈가 따로 노는 것을 보고 거즈를 접착테이프 가운데 고정한 ‘밴드에이드’를 개발했다. 밴드에이드는 지금까지 1000억개 이상 만들어졌다. 밴드에이드의 접착력은 화학물질인 아크릴 화합물 덕분이다. 하지만 아크릴 화합물은 아기나 노인의 연약한 피부를 손상하는 데다, 반창고를 한번 떼면 접착력이 사라지는 문제점이 있었다. 서 교수팀이 만든 패치는 이런 문제가 없어 상처 보호나 약물 전달, 각종 측정용 센서 부착용 패치에 이상적일 것으로 기대된다. 서 교수가 개발한 의료용 패치의 접착력은 아직 기존 반창고의 43%에 그친다. 서 교수는 “미세 털을 피부에서 나오는 땀을 흡수할 수 있는 재질로 바꾸면 접착력이 더욱 높아질 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 지난 8일 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’지에 실렸다.