▲ 한국기계연 나노공정연구실 유영은 책임연구원이 하버드 의과대학 이학호 교수 연구팀과 공동으로 개발한 ‘병원감염 검출 시스템’. 기계연 연구팀은 나노마이크로성형 및 패키징 기술을 이용해 B번 그림의 플라스틱 진단 칩을 개발했다..

기존 병원감염진단을 위해서는 소자의 제작과 수일의 시간이 필요했다. 국내연구진은 이러한 불편함 해소를 위해 나노와 바이오 기술을 융합해 감염진단을 신속하게 해낼수 있는 플라스틱칩을 개발했다.

한국기계연구원은 지난 8일 유영은 나노공정연구실 책임연구원이 이학호 미국 하버드 의과대학 매사추세츠종합병원(MGH) 교수의 공동연구를 통해 ‘병원감염’을 진단하는하기 위한 소자제작을 1분 이내로 단축시키고, 결과 분석또한 기존 3~5일에서 2시간으로 단축시키는 기술개발에 성공했다고 밝혔다.

병원감염이란 병원에서 입원한 환자가 퇴원후에 감영증상을 나타내는 말로 미국 6800여개 병원에 연간 입원한 환자 3500만 명 가운데 5-10%가 병원감염 증상을 보였고 이 중 6만 명 이상이 목숨을 잃고 있다.

지금까지의 병원감염 진단을 위한 기술은 제대로 상용화되지 않았고 연구실에서 수작업으로 몇 시간에 걸쳐 진단기기를 제작하고 있다. 또 박테리아 배양을 통한 감염균 진단에 최소 3-5일이 걸리고 전문가가 아니면 진단하기 어렵다는 한계가 있었다.

이에 기계연 연구팀은 가지고 있던 플라스틱 나노마이크로 성형·패키징기술과 하버드대학 연구팀의 감염진단을 위한 소자 설계기술을 융합시켰다.

플라스틱 신용카드 절반 규모의 진단 칩은 대량생산에 적합한 기계연의 플라스틱 사출성형기술을 접목시켜 소자 당 생산시간을 1분 이내로 획기적으로 단축시켰다. 또 소형신호측정 장비를 이용하면 2시간 안에 스마트폰으로 분석 결과를 확인할 수 있다.

연구팀이 개발한 검출시스템은 기존 보다 소형화되고 분석결과도 신속하게 얻을 수 있다. 개발된 시스템을 활용하면 특정 병원감염균의 핵산 염기서열을 인식할 수 있는 DNA 탐침을 이용해 총 감염균의 양과 종류, 항생제 내성 및 독성과 관련된 총체적인 정보를 분석할 수 있다.

유영은 실장은 “검진을 위한 소자는 정밀도 및 휴대성을 높이기 위해 나노마이크로 구조를 적용해 소형화하고 경제성 및 보급성을 위해 양산성을 확보하는 것이 핵심인데 플라스틱 소재를 활용한 나노마이크로 사출성형이 매우 유망한 기술”이라며 “실험실 수준의 검출기술, 바이오소자 기술을 대량생산을 가늠할 수 있는 수준까지 만들었다는 데 의미가 있다”고 말했다.

한편, 해당 연구결과는 6일자 ‘사이언스 어드밴스(Science Advances)’지 에 발표됐다. 이번 연구에는 미래창조과학부 신기술융합형성장동력사업의 지원을 받아 확보한 기술이 활용됐으며 향후 이 기술을 기반으로 기술이전과 연구소 기업 설립, 연구지속을 위한 신규 융합과제 등 다양한 방안을 추진하고 있다.