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뇌에 붙이는 초박막 생분해 바이오센서 개발

2018년 06월 12일 18:20

한미 공동 연구진이 체내에 삽입된 후 일정 시간이 지나면 자연적으로 분해되는 생분해성 전자 기기를 만들 핵심 소자를 개발했다.
 
안종현 연세대 전기전자공학부 교수팀은 2차원 반도체 소재인 이황화몰리브덴(MoS2)을 이용해 몸 안에서 분해되는 반도체 바이오센서를 개발했다고 12일 밝혔다. 이번 연구에는 이경미 고려대 생명공학과 교수팀, 미국 노스웨스턴대, 워싱턴대 등이 공동 참여했다.
 

이미지 확대하기한미 공동 연구진이 개발한 생분해성 바이오센서. 섭씨 70도 조건에서 식염수에 담갔을 때는 72시간 만에 육안으로 보기 어려운 수준까지 녹았다. 체온 조건에서는 12일 후 대부분 분해되는 것으로 나타났다. - 사진 출처: 네이처 커뮤니케이션스
한미 공동 연구진이 개발한 생분해성 바이오센서. 섭씨 70도 조건에서 식염수에 담갔을 때는 72시간 만에 육안으로 보기 어려운 수준까지 녹았다. 체온 조건에서는 12일 후 대부분 분해되는 것으로 나타났다. - 사진 출처: 네이처 커뮤니케이션스

생분해성 전자 기기는 삽입 후 센서를 제거하기 위한 추가 수술이 필요 없다는 장점이 있다. 그동안 인체에 무해한 실리콘을 활용한 연구가 이뤄졌지만, 소재가 두꺼워 활용성이 떨어졌다. 

 
이런 문제를 해결하기 위해 연구진은 기상화학증착법(CVD)으로 2차원 물질인 이황화몰리브덴을 이용해 원자 하나 두께의 얇은 생분해성 바이오센서를 만들었다. 이황화몰리브덴은 그래핀에 버금가는 신소재로 우수한 물리적, 전기적 특성을 가졌다.

 

연구진은 이황화몰리브덴으로 제작한 바이오센서를 생쥐의 뇌에 삽입한 후 뇌의 온도와 압력 등의 실시간 측정도 성공했다. 이후 4일 간격으로 센서의 상태를 관찰한 결과, 삽입 후 12일이 지나자 센서가 대부분 분해된 것으로 나타났다. 체액과 비슷한 인산염완충식염수(PBS)에 센서를 담근 뒤 섭씨 70도로 가열한 경우에는 72시간 만에 육안으로 보기 어려운 상태로 완전히 용해됐다.

 

안 교수는 “굴곡이 많고 복잡한 뇌에 붙일 수 있을 정도로 얇은 생분해성 바이오센서”라며 “외상성뇌출혈 등 다양한 뇌질환 진단에 활용할 수 있을 것”이라고 기대했다.

 

연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 4월 27일자에 게재됐다.

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