포스텍, 세계 최초 DNA·단백질 3D 프린팅 기술 개발…생체 고분자 패턴 제작 가능

생체 고분자 재료 기반 나노 해상도 3D 프린팅 연구 사진.<포스텍 제공>

세계 최초 DNA·단백질 3D 프린팅 기술을 개발한 연구팀의 통합과정 양운(왼쪽부터) 씨,오승수 교수, 강병화 씨가 포즈를 취하고 있다.<포스텍 제공>

제정호 교수

세계 최초로 국내 연구진이 인위적으로 제어하기 힘든 DNA·단백질·효소 등 생체 고분자를 3D 프린팅으로 구현하는 기술을 개발했다.

포스텍은 29일 신소재공학과 오승수 교수, 제정호 명예교수, 용문중 박사, 통합과정 양운·강병화 씨 연구팀이 고분자의 형태와 기능의 변형 없이 자유롭게 제어할 수 있는 '3차원 고정밀 나노 프린팅' 기술을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 다양한 생체 고분자에 광범위하게 적용할 수 있다.

연구팀은 생체 고분자가 들어있는 용액을 순차적으로 억류, 증발, 응고시키는 과정을 통하여 온전한 형태와 기능을 유지한 3차원 프린팅을 구현하는 데 성공했다.

원하는 3D 미세 패턴을 형성할 수 있으며, 형성된 나노 패턴은 구조·기능적 손상 없이 다양한 용매에서 생물학적 기능을 수행할 수 있다. 또한, 첨가제를 전혀 사용하지 않고도 순도 100 퍼센트의 생체 고분자 패턴 제작이 가능하다.

특히, 프린팅 과정에서 생체 고분자의 손상이나 변형이 일어나지 않는다는 장점이 있다. 향후 미세한 생체 조직을 분석하고, 모방할 수 있는 물질을 개발하는 데 활용 가능해 생체 환경에서 제 기능을 할 수 있는 인공 세포 조직, 바이오칩 제조 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

연구를 주도한 오승수 포스텍 교수는 "기능과 구조적으로 100 퍼센트 활성화된 생체 고분자의 초미세 3D 프린팅의 가능성을 세계 최초로 증명한 결과라는 점에서 중요한 의미가 있다"고 강조했다.

제정호 명예교수는 "생체 활성 고분자뿐 아니라, 양자점(Quantum dot), 탄소 나노 튜브 등을 포함한 각종 복합 재료를 적용해 더 다양하고 광학적 · 전기적 특성을 가진 소재의 프린팅으로 확장할 수 있다는 점에서 잠재력이 큰 기술이다"고 평가했다.

이번 연구 결과는 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'지에 실렸다.

김기태기자 ktk@yeongnam.com

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