이건재 KAIST 신소재공학과 교수, 생체삽입형 바이오센서기술 개발
"KAIST, 세상에 존재하지 않는 연구해야 삶의 질 높여"
무모해 보이면서도 도전적인, 심지어 KAIST 인들에게조차 부담스러울 수 있을 만한 이야기다. 하지만 꿈은 허황돼 보이게 마련. 아니나 다를까. 그는 그가 말하는 성공의 길을 당당하게 걷고 있었다. 이 교수의 자신감은 이미 미래로 가는 길목에 서 있기 때문이다.
인간의 주름진 뇌나 혈관 및 척추를 감싼 유연한 LED에서 발생된 빛으로 질병을 진단하거나 치료할 수 있는 일들이 현실로 가까워지고 있음을 이미 증명해 내고 있는 것이다. 이 교수팀은 질화갈륨 발광다이오드를 유연한 기판 위에서 구현해 냄과 동시에, LED에서 발생하는 빛이 암의 항원-항체 반응에 의해 감도차이가 일어나는 것을 확인했고, 이를 바탕으로 전립선암 항체를 검출하는 실험에도 성공했다고 20일 밝혔다.
현재까지 밝혀진 소재 중 질화갈륨(GaN)은 적은 에너지로도 높은 효율의 빛을 낼 수 있어 LED TV나 조명 등 산업 전반에 쓰이고 있다. 하지만 깨지기 쉬운 성질로 인해 생체 내에서 사용할 수 있는 유연한 바이오 소자로서의 기능에 적합하지 않았다.
이 교수는 질화갈륨 LED가 높은 효율의 빛을 낼 수 있다는 점에 착안, 딱딱한 기판에서 성장한 얇은 고효율 질화갈륨 발광다이오드를 유연한 플라스틱 기판에 옮기고 생체친화적인 재료를 사용하여 유연한 LED 바이오센서를 개발해 뇌에 부착하거나 혈관 및 척추 등을 감쌀 수 있도록 했다.
생체삽입형 유연한 LED 바이오소자의 장점은 생체 내 굴곡진 어느 장기에도 부착될 수 있고, 중요 생체정보를 실시간으로 체크하거나 질병을 치료할 수 있다는 것. 이는 유비쿼터스 헬스 시스템을 위한 미래 핵심 기술이 될 것으로 보고 있다. 현재 전 세계적으로 다양한 용도의 생체삽입형 바이오소자가 개발되고 있으며, 미국회사인 Medtronic를 주축으로 원천 기술 및 경쟁력 확보를 위한 경쟁이 치열하다.
글로벌 인포메이션 보고서에 따르면 미국내 바이오메디컬 시장만 2014년 50조 원에 다를 것으로 예상되며, 인구 고령화 및 성인병 증가와 더불어 시장 자체가 급성장 중이다. 이런 추세에 맞춰 이 교수는 가장 효율이 높은 LED 빛을 유연기판에 구현하여 생체친화적인 바이오메디컬 소자 기술을 개발해낸 것이다.
그는 "생체삽입형 바이오메디컬 소자 시장이 커지면서 기술 개발도 많이 진행되고 있다. 물론 빛을 이용한 바이오 분야 적용은 이전에도 있었지만, 이번 연구는 효율이 높은 질화갈륨 발광다이오드를 유연하게 구현하여 생체 내 여러 장기기관에 부착할 수 있게 했다는 것이 특징"이라고 설명했다.
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▲플렉서블한 GaN LED. ⓒ2011 HelloDD.com |
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