한국공대 김용태 교수 연구팀, 다중 소재 미세유체 칩 제작 기술 개발

김용태 교수

한국공학대학교(총장 박건수, 이하 한국공대)는 생명화학공학과 김용태 교수 연구팀이 3D프린팅을 이용한 '출력-일시 중지-출력' 프로토콜 기반의 투명하고 생체적합성이 뛰어난 다중 소재 미세유체 칩 제작 기술을 개발해 그 연구결과가 국제 저명학술지인 'Nature Protocols'에 게재됐다고 19일 밝혔다.

이번 연구 논문에서는 '출력-일시 중지-출력' 프로토콜을 기반으로, 스테레오리소그래피 3D 프린팅 기술을 사용해 투명하고 생체적합성이 있는 미세유체 칩 및 다중 재료 칩을 제작하는 상세한 방법을 발표했다. 높은 투명성과 생체적합성을 지닌 미세유체 칩을 출력하기 위해 폴리에틸렌 글리콜 다아크릴레이트를 기반으로 하는 투명한 수지와 유리를 사용해 매끄러운 칩 표면 제작 기술을 개발했다.

미세유체 칩의 투명성은 칩 내에 세포 및 표지된 생체 분자가 포함된 검사를 할 수 있어 이를 통해 PEG-DA-250 (평균 분자량: 250g/mol)로 인쇄된 제품 및 PEG-DA-250 미세유체 채널 내에서 세포를 성공적으로 배양하고 관찰할 수 있었다. 하나의 칩 내부에 서로 다른 다중 재료를 사용해 3D 프린팅 할 수 있는 능력은 미세유체 칩 내부에 다공성 벽을 포함하는 칩을 제작해 다공성 벽을 통한 분자 확산에 대한 연구를 통해 증명했으며 이같은 연구 성과는 칩을 이용한 다양한 응용 분야에 적용할 수 있는 잠재성을 증가시키는 효과가 있다.

한국공대 김용태 교수는"이번 연구 성과는 스테레오리소그래피 3D 프린팅을 이용해 투명하고 생체적합성이 뛰어난 미세유체 칩을 제작할 수 있는 기술을 개발하는데 성공했다는 것과 다중 재료를 하나의 칩 안에서 프린팅 할 수 있는 미세유체 칩 제작 기술을 개발하고 이를 분자 확산 연구에 적용하였다는 것에 큰 의미가 있다. 이 기술의 개발로 인해 비싼 장비와 전문가의 도움 없이도 손쉽게 미세유체 칩의 제작이 가능할 것으로 기대되며 생체 분자 분석, 세포 생물학, 장기 칩, 조직공학, 제약공학 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.



한편 이번 연구는 한국공대 김용태 교수 연구실과 미국 University of Washington의 Albert Folch 교수 연구실과의 국제 협력 연구로 발표될 수 있었으며 과학기술정보통신부 반도체공정 기반 나노메디컬 디바이스 개발사업, 산업통상자원부 첨단 신소재 기반 3D프린팅 전문인력양성 사업, 경기도 지역협력연구센터 사업의 지원을 지원받아 수행됐고 'Nature Protocols' 2023년 18권 4호에 게재되었다. 

시흥/김성규기자 [e-mail]