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사진설명: 국립한밭대학교 하지환 교수(왼쪽)와 정진호 학부생
- 정밀 시간 약물 전달을 위한 웨어러블 마이크로니들 기반 공간 제어형 다층 전기방사 웹 설계 성과 인정
□ 우리 대학 기계공학과 정진호 학부생(지도교수 하지환)이 지난 2일부터 7일까지 제주에서 열린 ‘제3회 AI 센서․트랜스듀서 국제학회(The 3rd International Conference on AI Sensors and Transducers, AIS 2026)’에서 우수 포스터 발표상을 수상했다고 전했다.
○ AIS 국제학회는 국제 학술 출판사 MDPI가 주최하는 국제 학술대회로, 전 세계 연구자들이 참여해 인공지능(AI) 기반 센서와 트랜스듀서 분야의 최신 연구 성과와 기술 혁신에 대해 공유했다.
□ 국립한밭대 정진호 학부생은 이번 학회에서 ‘Spatially Controlled Multilayer Electrospun Web on Wearable Microneedles for Precision Chronotherapeutic Delivery’를 주제로 한 연구로 우수성을 인정받았다.
○ 본 연구는 수면 주기에 맞춰 정해진 시간에 약물을 전달해야 하는 시간 약물 치료(chronotherapy) 분야에서, 수면을 방해하지 않으면서도 원하는 시점에 정밀하게 약물을 전달할 수 있는 웨어러블 마이크로니들 플랫폼을 제안했다.
○ 기존 마이크로니들은 피부에 삽입된 뒤 조기에 탈락하거나 분해 속도를 정밀하게 제어하기 어려워 지속적이고 정밀한 약물 전달에 한계가 있었다.
○ 이를 해결하기 위해 연구팀은 약물을 담은 폴리비닐알코올(PVA)과 생분해성 고분자인 폴리락틱-코-글리콜산(PLGA)을 번갈아 쌓은 다층 전기방사 웹을 마이크로니들 침 위에 형성하는 기술을 설계했다.
□ 연구팀은 접지된 금속 침 끝에 전기장을 집중시켜 침 끝에만 국소적으로 원뿔 형태의 3차원 전기방사 웹을 형성하는 공정을 개발했다.
○ 두 종류의 생분해성 고분자 용액을 순차적으로 전기방사해 PVA와 PLGA가 교대로 적층된 구조를 구현했으며, 약 12분간의 전기방사가 가장 이상적인 원뿔 구조를 형성하는 것으로 나타났다.
○ 가장 바깥층의 PVA는 피부 삽입 후 조직액과 닿는 즉시 용해되어, 전기방사 웹이 피부 안에 안정적으로 고정되는 동시에 금속 기판에서 정밀하게 분리되도록 하고, 이후 남은 PVA와 PLGA층이 서서히 분해되며 약물을 지속적으로 방출한다.
○ 특히 형광 모델 물질인 로다민 6G(R6G)를 이용한 방출 실험에서 바깥쪽 PLGA층의 두께로 초기 방출 속도와 방출 지속 시간을, 안쪽 PVA 층의 두께로 방출량과 방출 거동을 각각 조절할 수 있음을 확인해, 질환과 환자에 맞춘 약물 방출 설계 가능성을 제시했다.
□ 국립한밭대 하지환 지도교수는 “이번 연구 성과는 수면 시간 약물 치료뿐만 아니라 다양한 만성질환 관리로 확장될 수 있는 차세대 웨어러블 헬스케어 기술의 견고한 토대를 제시한 실용적이고 혁신적인 성과이다”라고 밝혔다.
□ 한편, 이번 연구는 한국기계연구원(KIMM) 나노리소그래피․제조연구센터와 공동으로 수행됐으며, 교육부와 대전광역시가 지원하는 대전 앵커(ANCHOR) 사업의 지원을 받았다.