교육/연구
기계공학과 하지환 교수 연구팀, 벌침 모사형 유연 웨어러블 나노섬유 마이크로 니들 세계 최초 개발
작성자기획과 조회수159 등록일2026-01-22
- 국립한밭대-기계연-중앙대-국과연, 벌침 모사형 유연 나노섬유 마이크로 니들 개발
- 동물실험 통해 3일간 통증 없이 지속적인 약물 전달 확인
- 유연 나노섬유 마이크로 니들의 화학무기 대응 국방체계 적용 가능성도 확인
- 미래도전국방기술사업(방위사업청)으로 추진된 학연교류 공동 연구성과
□ 국립한밭대학교, 한국기계연구원, 중앙대학교, 국방과학연구소 공동 연구팀이 수일간 통증 없이 장기 부착이 가능한 벌침 모사형 유연 웹(Web) 마이크로 니들을 세계 최초로 개발했다고 22일 밝혔다.
○ 국립한밭대 기계공학과 하지환 교수 연구팀과 한국기계연구원 전소희 책임연구원, 중앙대 약학대학 강원구 교수, 국방과학연구소 연구진은 협동 연구를 통해 일상 중 지속 착용에도 이물감이 적은 섬유 기반 벌침 모사형 전기방사 웹 마이크로 니들을 개발했다.
○ 공동 연구팀은 전기방사 공정 시 발생하는 정전기력을 수집용 금속 마이크로 니들에 설정하여 전기방사 섬유가 금속 마이크로 니들 표면에 형성되도록 공정 개발을 수행했다.
○ 이 과정을 통해 전기장 형성으로 인해 가장 가까운 금속 마이크로 니들의 상단부에서부터 응집되어 점차 전기장 형성의 변화로 방사형을 띠는 전기방사 웹 마이크로 니들을 제작했다.
○ 이는 벌침과도 같은 형상으로 벌침이 피부에 찔러 들어가 정박되는 원리를 모사하여 섬유임에도 불구하고 섬유형 마이크로 니들은 피부 내에 정박하여 지속적으로 약물을 공급할 수 있도록 설계됐다.
○ 또한, 개발된 나노섬유 마이크로 니들은 유연성이 뛰어나 장시간 착용해도 피부 통증이나 이물감이 거의 없고, 내부에 형성된 나노~마이크로 크기의 미세 다공구조로 우수한 통기성을 확보해 장시간 부착해도 피부 발진을 현저히 줄일 수 있다.
□ 공동 연구팀은 개발한 나노섬유 마이크로 니들에 중추신경계 표적 약물을 탑재해, 기니피그 실험체를 통해 치료 기전과 효능을 검증하며 수일간 약물이 지속 방출되는 서방형 약물전달이 가능함을 성공적으로 입증했다.
○ 본 결과를 통해 나노섬유 마이크로 니들 기반 유연 약물 전달 시스템은 화학·생물무기 대응 국방체계는 물론 고령화 질환, 유전 질환, 환경성 질환 등 다양한 민간 질병 치료 분야의 지속적이고 효과적인 질환 관리에 대한 잠재력을 확인할 수 있었다.
□ 기계공학과 하지환 교수는, “본 연구에서 전기방사 공정을 마이크로 니들에 세계 최초로 적용해 환자친화적인 우수한 착용감을 지닌 마이크로 니들을 개발할 수 있었다”며, “이번 연구가 다양한 만성 질환 및 지속적 치료가 필요한 환자들의 일상 치료에 다가가는 첫 걸음이 될 것이다”라고 성과의 의의를 전했다.
□ 국립한밭대 기계공학과 하지환 교수가 제1저자로 참여한 이번 연구는 재료·나노과학 분야의 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머테리얼스(Advanced Healthcare Materials, Impact Factor 10, JCR 7%)'에 게재됐으며, 전면 표지 논문(Front cover)으로 선정됐다.(논문명: Bee Stinger-like Wearable Electrospun Web Microneedles for Sustained CNS Drug Delivery DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202501371)
□ 한편, 본 연구는 방위사업청 재원을 기반으로 국방과학연구소의 지원을 받아 미래도전국방기술 연구개발사업으로 추진됐다.