□ 고려대학교(총장 염재호) KU-KIST 융합대학원 황석원 교수가 미국 일리노이대 (University of Illinois at Urbana-Champaign) 강승균 박사와 공동 연구를 통해 생분해성 (bioresorbable/biodegradable) 물질로 이루어진 얇은 금속 포일 (metal foil)을 생체 적합성 (biocompatible) 전자 소재인 실리콘 (Si), 실리콘 옥사이드 (SiO2), 마그네슘 (Mg)등과 결합하여 물이나 생체 내에서 용해 및 분해 가능한 생체 전자 시스템을 개발했다.

* 생분해성 : 물질이 생체 내에 있는 혈액을 비롯하여 다양한 영양분 및 조직과 기관 내에서 분해될 수 있는 성질.

** 생체 적합성 : 장기간에 걸쳐 의료용 재료가 생체에 무해하며 악영향을 나타내지 않고 생체와 공존할 수 있는 성질.

□ 이번 연구결과는 재료분야 국제학술지인 어드밴스드 펑셔널 머티리얼스지 (Advanced Functional Materials) 3월 25일자 온라인 판에 게재됐으며, 해당 호지의 뒷표지 (back cover) 로서 선정 되었다.(논문명 : Transient Eletronics: Biodegradable Thin Metal Foils and Spin-On Glass Materials for Transient Electronics)

□ 연구팀은 물에서 용해가능하며 인체에 해롭지 않은 초박막 형태의 실리콘을 이용, 다양한 종류의 전자 소자를 생분해성 물질의 금속 포일위에 제작하여 전체 시스템이 신체 내에서 용해/분해 가능한 생체 전자 소자를 제작했다고 밝혔다.

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

□ 이번 연구에서는 기존의 생체소자에 기판 및 보호막으로 많이 응용되었던 중합체 (polymer) 대신, 기계적 성질 및 안정성이 뛰어난 생분해성 금속 (예: Fe, Mo, W)을 얇은 포일 형태로 사용하여 생체 소자를 제작하였다. 이러한 생분해성 금속은 기존의 관상동맥 스텐트 (stent) 및 뼈 고정용 물질로서, 생체 내 이식 소자로 널리 이용되어져 왔다.

*** 스텐트 : 혈관이 좁아지면 더 이상 좁아지지 않게 지지하는 시술을 말하는 것으로 보통 심혈관 시술법으로 알려져 있음.

□ 현 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. 향후 인체 내부에 이식을 목적으로 사용 시, 일정기간 동안 전자 시스템이 안정적으로 작동 한 후 완전히 분해 되서 체내에 흡수되어야 하는데, 체내에서의 다양한 변화에도 안정적으로 작동할 수 있는 큰 가능성을 제시했다.

□ 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 밝혔다.