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인공 피부 연구개발 노력, 글로벌 성과 기대
로봇 손 인공 피부·마이크로바이옴 코스메슈티컬 개발 본격화
[기사입력 2020-06-01 06:42]

국내 연구진을 중심으로 인공 피부 개발 노력이 잇따라 펼쳐지며 성과 기대감을 높이고 있다.

1일 업계에 따르면 국내 연구진이 로봇 손 용 인공 피부 및 연령 별 인공피부를 활용한 맞춤형 마이크로바이옴 코스메슈티컬 개발이 본격화돼 눈길을 끌고 있다.

한국과학기술원(KAIST) 박형순·김택수 교수 연구팀은 사람의 피부 구조를 본떠 미끄럼을 방지할 수 있는 로봇 손 용 인공 피부를 개발했다.

기존 로봇 손 용 피부는 대부분 미용 기능에만 집중돼 있어 작업 능력에는 기여하지 못했다.

연구팀은 실리콘 소재를 이용해 사람의 손바닥 피부처럼 물체가 밀리지 않도록 고정해 줄 수 있는 인공 피부를 개발했다.

겉 피부층, 피하 지방층, 근육층으로 이뤄진 사람의 피부 구조를 본떠 단단한 실리콘 위에 수많은 기공을 가진 다공성 라텍스와 얇은 실리콘 층을 차례로 쌓아 올려 3중 구조를 만들었다. 

이렇게 만들어진 인공 피부는 기공 덕분에 물체의 형상에 맞게 유연하게 변형되면서도 기공 사이에 질긴 라텍스 격벽 덕분에 비틀림이나 당김에도 물체를 견고하게 잡을 수 있다.    

기존에는 로봇이 스마트폰 잡기 동작을 수행하려면 엄지손가락을 쓰지 않고는 불가능했지만, 연구팀이 개발한 인공 피부를 적용하면 물체를 단단히 고정할 수 있어 네 손가락으로도 잡을 수 있다.

실제 인공 피부를 적용한 로봇 손은 일반 로봇 손에 비해 물체를 고정할 수 있는 작업 안정성과 물체를 움직일 수 있는 조작성이 30% 이상 높은 것으로 나타났다.

박형순 교수는 "앞으로 나사처럼 매우 작은 물체나 계란처럼 깨지기 쉬운 물체도 잡을 수 있도록 최적의 피부 구조를 가진 로봇 손을 개발할 계획"이라고 말했다.    

숭실대학교 화학공학과 정재현, 김윤곤 교수팀은 보건복지부 주관 2020년도 피부과학 응용소재 선도기술 개발사업의 일환인 '동물실험 대체 효능평가 기술' 분야에 최종 선정됐다.

이에 따라 3년 간 총 12억원의 연구비를 지원받는다.

이 사업은 바이오헬스 분야 혁신성장 계획의 일환으로 친환경 지속 가능 국산 소재 개발, 피부과학 응용연구, 신제형 기술 개발, 시장 다변화 대응 기술개발, 동물실험 대체 효능평가 기술 등 5개 피부과학 핵심 분야의 응용소재 선도기술을 개발하는 혁신 사업으로 진행된다.

연구책임자인 숭실대 정재현 교수는 동물실험을 대체해 효능평가 기술에 사용할 전층배양피부(피부세포와 피부구성 물질을 조직공학기술을 이용하여 재조합한 살아있는 전층 피부모사체)를 연령대별(10대, 30대, 50대)로 설계해 세계 최초 연령별 인공피부를 제안했다.

또한 연령 별 인공피부를 활용한 맞춤형 마이크로바이옴 코스메슈티컬(피부 미생물을 활용한 치료 화장품) 효능 평가기술로 개발할 예정이다.

여기에 원천기술 확보는 물론 동물실험 대체 평가법 인증을 통한 국내외 사업화까지 목표로 하고 있다.

정재현 교수는 "전 세계적으로 동물실험이 금지 추세에 있는 지금, 연령별 인공피부를 활용한 효능 평가기술은 사용자 맞춤형 치료 화장품 시장을 선도할 핵심기술로 평가받았다"며 "(주)아이큐어, 사라스킨 등과 협력연구를 통해 세계시장을 선도할 창업 및 사업화로 이어지리라 기대한다"라고 말했다.

조직재생 관련 의료기기 전문기업 바오밥헬스케어는 최근 한양대 에리카(ERICA)캠퍼스 약학대학과 3D바이오프린팅 기반의 생리활성물질 방출형 인공피부 및 창상피복재 개발을 위한 공동연구 협약을 체결했다.

이번 협약은 3D바이오프린팅 기술을 활용해 피부재생에 효과적인 생리활성 물질이 함유된 약물방출형 인공피부 및 창상피복제 개발을 목적으로 한다.

본 공동연구에서 바오밥헬스케어는 생체적합성 바이오잉크를 활용한 3차원 기반 약물방출형 피부모델을 지원한다.

한양대ERICA 약학대학은 생리활성을 극대화시킬 수 있는 약물소재발굴과 치료제 개발을 지원한다는 계획이다.

양 기관은 이를 통해 기존 제품대비 기능적으로 우수하면서도 가격경쟁력까지 확보한 제품을 선보일 예정이다.

이번 연구를 통해 선보일 초기 약물방출형 인공피부 모델은 화상환자를 위한 제품으로 기존 2D기반의 몰딩형 제품대비 세포 간 이동과 분화가 용이해 회복속도가 빠르고 항생성분 및 진통제의 내재화로 통증과 2차감염 위험을 감소시키는 장점이 있다.

바오밥헬스케어의 특허기술인 연조직 프린팅을 통해 개발될 인공피부는 화상환자 뿐 아니라 향후 유방재건, 당뇨에 의한 족부괴사, 욕창 등 적응증 확대도 꾀할 수 있다는 평가다. 


김양순 기자  ehealth@e-healthnews.com
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