김용태 한국공대 교수팀, 다중 소재 미세유체 칩 제작법 개발

김용태 한국공대 생명화학공학과 교수/사진제공=한국공대

한국공학대학교는 최근 김용태 생명화학공학과 교수 연구팀이 3D프린터의 '출력-일시 중지-출력' 프로토콜을 기반으로 투명하고 생체적합성이 뛰어난 다중 소재 미세유체 칩 제작 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.

김 교수팀은 높은 투명성과 생체적합성을 지닌 미세유체 칩을 출력하기 위해 폴리에틸렌 글리콜 다아크릴레이트(Poly(ethylene glycol) diacrylate, PEG-DA)를 기반으로 하는 수지와 유리를 사용해 매끄러운 칩 표면 제작 기술을 개발했다.

미세유체 칩의 투명성을 확보하면 칩 내에서 세포와 표지 생체 분자가 포함된 검사를 진행할 수 있다. 이를 통해 PEG-DA-250(평균 분자량: 250g/mol)으로 인쇄된 제품은 물론 PEG-DA-250 미세유체 채널 내에서 세포를 성공적으로 배양·관찰할 수 있었다.

연구진은 미세유체 칩 내부에 다공성 벽을 포함하는 또 다른 칩을 제작, 하나의 칩 내부에서 서로 다른 다중 재료를 사용한 3D 프린팅 능력을 증명했다.

김 교수는 "이번 연구 결과를 활용하면 비싼 장비와 전문가의 도움 없이도 손쉽게 미세유체 칩을 제작할 수 있을 것"이라며 "이는 생체 분자 분석과 세포 생물학, 장기 칩, 조직공학, 제약공학 등 다양한 분야에 응용될 수 있다"고 설명했다.

한편 이번 연구는 과기부의 '반도체공정 기반 나노메디컬 디바이스 개발사업'과 산업부의 '첨단 신소재 기반 3D프린팅 전문인력양성 사업', 경기도 지역협력연구센터 사업의 지원을 지원받아 수행됐다.

연구 결과는 네이처 퍼블리싱 그룹(Nature Publishing Group)이 발행하는 국제 학술지 '네이처 프로토콜스'(Nature Protocols) 2023년 18권 4호에 게재됐다.

한국공학대학교 전경/사진제공=한국공대