[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 나노종합기술원(기술원)이 반도체 공정기술(나노패턴, 이온성 나노고분자 박막)을 이용한 수술 부작용 저감형 항균성 인공수정체 개발에 성공했다고 6일 밝혔다.

인공수정체(Intraocular Lens)는 백내장에서 수정체의 적출수술 후 눈안에 직접 삽입해 기존 수정체를 대신하는 역할을 하는 렌즈를 말한다. 백내장과 저하된 시력 보완을 위해 외과수술을 통해 인공수정체를 삽입할 시, 면역력이 저하된 노인의 경우 박테리아에 의한 2차 감염 등 수술부작용이 발생하므로 새로운 인공수정체 개발이 필요성이 제기돼 왔다. 

인공수정체에 항균성을 부여한 이번 연구성과로 백내장 수술시 발생되는 병원성 박테리아의 감염을 저감할 수 있게 되었으며, 향후 인공수정체의 수술 부작용을 최소화할 수 있는 제품개발에 크게 기여할 것으로 예상된다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 표지 논문 이미지. [제공=나노종합기술원] 2020.10.06 swiss2pac@newspim.com

본 연구성과는 기술원 이경균 박사, KAIST 최고로 박사와 임성갑 교수가 주도하고, 한국기계연구원과 연세대학교 의대 그룹 연구진이 함께 참여했으며, 국제 학술지인 Advanced Healthcare Materials에 2020년 9월 표지논문으로 게재됐다. (논문명 : Antibacterial Nanopillar Array for an Implantable Intraocular Lens)

이번에 개발된 항균성 인공수정체 개발 기술은, 반도체 공정기술인 나노 구조체와 이온성 고분자 박막의 코팅의 복합기작을 활용,잠재적 박테리아에 노출되는 인공수정체에 박테리아의 물리화학적 손상을 유도함과 동시에 항균 기능성을 부여하는 나노공정기술이다.

백내장 수술시 사용되는 인공수정체는 병원성 박테리아에 의한 감염으로 인한 투명성 저하로 재수술, 다량의 항생제 사용의 어려움이 있다.이러한 문제를 극복하기 위하여 항균 인공수정체 기술개발의 필요성이 높았다.

연구팀은 문제 해결을 위해 반도체 공정기술(이온성 고분자 박막이 코팅된 나노패턴)을 이용하여 항균 인공수정체를 개발했다. 약 500 나노미터 크기 탄성을 지닌 폴리머 나노패턴을 이용해 안구 세포의 손상은 적고, 병원성 박테리아를 박멸하는 특성 확보했다.

개발된 항균성 나노패턴을 인공수정체에 적용시, 99% 이상의 항균성능을 확보하였고, 안구세포에 대한 독성과 부착성을 보이지 않아 수술 후 수정체의 혼탁 현상과 병원성 박테리아에 의한 감염에 의한 부작용을 방지할 수 있음을 확인했다.

논문을 주도한 기술원 이경균 박사는 "금번 개발된 연구성과를 기반으로 인체 삽입을 위한 안정성 확보를 위한 추가 연구를 진행하며, 기술이전 등을 통하여 상용화도 추진할 계획"이라고 밝혔다.

연구진은 기존 상용화된 인체 삽입형 안내렌즈의 항균성 성능 향상과 상용화 연구를 기업과 공동추진하고, 인체적합성 등의 임상성능평가를 병원과 공동으로 진행하여 사업화 추진할 계획이다.

이조원 원장은 "기술원의 반도체 인프라와 나노바이오 공정기술을 활용한 우수 연구성과로, 향후 인체 삽입용 나노메디컬 디바이스의 상용화로 이어질 수 있도록 적극 지원하겠다"고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 신진연구자지원사업과 나노·소재 기술개발사업의 지원으로 이뤄졌다.

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