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- MEMS를 이용한 통증없는 미세바늘의 개발
- 이승섭 교수(KAIST 기계항공시스템학부)
- ̸ :sslee97
kaist.ac.kr - : KAIST 기계공학동(N7) 이승섭 교수 연구실
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제가 하고 있는 분야는 MEMS인데요. 즉, 크기는 1mm이하에서 10nm이상의 그런 구조물을 잘 만드는 방법, 그걸 만들면 바이오나 디스플레이, 센서, 엑취에이터(Actuator)쪽에 응용할 수 있습니다.
안녕하세요. METRIC 회원여러분.
오늘 24번째 인터뷰에서는 나노기술을 이용해서 통증없이도 혈액을 채취할 수 있는 미세바늘을 개발하신 카이스트 이승섭 교수님을 만날 텐데요.
미세바늘은 혈액채취뿐만 아니라 활용도가 매우 높아서 화장품과 약물투입등 생활곳곳에 아주 다양하게 쓰일 것으로 기대된다고 합니다.
지금부터 미세바늘에 대한 자세한 내용과 이승섭 교수님의 연구근황에 대해 함께 들어 보겠습니다.
1. 교수님께서 하시는 연구의 주제와 내용에 대해 간략한 소개를 부탁드리겠습니다.
이러한 만드는 기술과 응용하는 기술을 통털어서 하고 있습니다.
2. 통증 없이 혈액을 채취할 수 있는 미세 바늘기술을 개발하셨다고 들었습니다.
미세 바늘 개발 과정과 보완점, 그리고, 응용분야에 대해 말씀해 주십시오.
저희 실험실 학생이 박사논문으로 한건데. 운 좋게도 매스컴을 타고 많은 일반인들이 알게 되었습니다. 현재는 대기업에 기술 이전되어서 빠르면 첫 제품이 내년초에 시장에 나올 수 있을거고요. 개발과정은 우연한 기회에 소아 당뇨환자들이 손가락에서 피를 뽑을 때 아픈데. 하루에도 몇번씩 피를 뽑아야 된다는 안타까운 이야기를 듣고. 그럼 MEMS기술을 이용하면 안아프게 피를 뽑을 수 있지 않겠느냐는 의도를 가지고 그 학생이 그걸로 논문을 쓰게 된 것이 좋은 결과가 되었고요.
이후 나중에 알게 된 건데, 미세바늘이라는 시장이 생각보다 규모가 크고, 외국에서는 연구가 많이 되어 있다는 것을 알게 되었습니다. 저희는 3년전쯤부터 시작해서 현재에 와서는 저희 실험실이 이 분야에서는 세계에서 가장 앞서 있다고 생각합니다.
저희가 개발한 제품의 특징이 뭐냐고 하면.. 샘플들을 보면 아시듯이 플라스틱 양산기술이 도입되어 있고, 일부 바늘은 몸 안에서 녹는 생분해성 플라스틱(수술시 사용하는 봉합사 소재)으로 만들어져 있어 몸에도 안전합니다.
이것이 마이크로 니들을 장착한 롤러인데, 화장품에 바른다던가,
약을 바를 때 이 롤러를 피부에 문지른 후 바르면 화장품이나 약물이
좀더 잘 피부에 전달되게 해주는 것입니다.
의학쪽에서는 이것을 메조테라피(Meso Therapie)라고 합니다. 이것들은 수술도구나 의료기구로 제일 먼저 이용될 것입니다.
그리고 한가지 더 개발 하는 것은 패치 타입의 파스형태로 파스 안에 마이크로 니들을 집어 넣어 사용하면. 파스의 성능이 좋아지지 않을까 하는 연구를 하여 개발 및 상품화 단계를 앞두고 있습니다.
현재 실용화 바로 직전단계이고. 식양청에 허가를 받거나 양산라인을 개발하는 것을 대기업 쪽에서 하고 있습니다.
3. 과학동아에서 “MEMS에서 NEMS"로 라는 글을 투고하신 걸로 아는데요, 그에 대해 현재 국내 나노 기술의 현황에 대해 말씀해주십시오.
나노 기술의 분야가 굉장히 광범위한 거예요. 화학하시는 분들은 나노 스페이스, 나노 파티클, 전자는 D램, 기계에서 볼 때는 나노는 나노기계, 나노구조물을 만드는 건데 MEMS가 마이크로라는 단위로 200μ(미크론), 100μ(미크론), 1000μ(미크론)으로 NANO라는 개념이 들어와서, 10nm(나노미터), 심지어 5nm(나노미터)짜리 구조물도 만들고 있습니다.
사실 나노기술이 약간의 거품이 있기는 한데. 그 거품이 일반인들의 관심을 많이 끌어서 앞으로 10년은 많은 분들이 계속 관심을 가지는 분야가 될거 같고, 최소 5년이 지나면. 나노구조물이나 마이크로 니들 같이 상품화내지 상업적인 제품들이 기계공학쪽에서 나오지 않을까 생각합니다.
4. 교수님께서는 이번 미세 바늘뿐만 아니라, 세포계수방법에 관한 연구, DNA 조작소자와 같은 생명공학과 관련한 연 구를 많이 하셨는데요. Bio-MEMS의 응용에 관하여 좀 더 설명해주신다면.
Bio-MEMS는 MEMS라는 기술을 가지고 바이오(Bio)에 응용하면 좋지 않겠냐 하는 연구는 오래 전부터 되어 있었고요. 그리고 제가 이것을 하게 된것은 저희 연구실이 다른 연구실이랑 공동연구를 많이 하는데, 우연히 생명공학과 교수들을 알게 되어 같이 연구를 했었고, 최근에는 저희연구실에서 생명공학을 연구한 학생들이 많이 진학을 합니다. 학부나 석사를 생명공학을 전공하고, 박사나 석사를 기계공학쪽에 들어오게 되면서 자연스럽게 융합연구를 하게 되었고. 그러다 보니 세포계수라던가 DNA조작은 그 친구들이 그 쪽 연구를 하면서 이런게 있으면 좋겠다 하고 느낀거죠.
세포계수방법은 현실적으로 병원이나 생물학연구소에 쓰이고 있고, 그런 장비들이 많거던요. 이런것들을 아주 작게 만들었으면 하는 호기심과 필요에 의해서 연구해보자 해서 된 것입니다.
DNA조작연구는 생물 쪽의 교수님들과 교류를 통해서 하게 된거고요. DNA하면 일반인 대부분이 이중나선형 구조만 아는데. 그 외에 DNA는 전하를 띄고 있어요. 전기적 성질을 띄고 있는 거죠. 그럼 이걸 조작하면 되지 않을까 하는 생각에서 연구를 하게 된 겁니다.
5. 2004년도 카이스트 10대 뉴스에서 봄 학기 우수 강의상을 수상하신 걸로 아는데요. 교수님만의 특별한 강의방법을 말씀해 주십시오
그때는 운이 좋아서 수상하게 되었고요. 그 다음해부터는 수상하지 못했어요. 후배 교수님들이 받았고요. (웃음)
글쎄요. 특별한 교육방법은 있는지 없는지 모르겠고요. 저도 알게 모르게 "열정"이라는 단어를 많이 써요. 학생들이 열정과 재미를 가지고 연구를 하면 좋은 결과가 나오거든요. 그러다 보니 학생들에게 열정을 가지라고 해놓고, 제가 열정이 없으면 이상하잖아요. 그래서 아마 다른 사람들 보다 조금 더 열정을 가지고 이야기를 하다보니, 듣는 사람 입장에서는 재미있을 수도 있고. 납득하기 쉽게 전달이 되지 않았나 싶습니다.
- 학생들에게 굉장히 인기가 많으신거 같아요. 교수님께서 평소에 중요하게 강조하시는 것이 열정인가요?
"열정과 꿈"입니다. 제가 연구를 해보니 연구는 공부 잘하는 학생들이 성실하지만 잘하지 않더라고요. 어떤 분야를 좋아해서 올인하는 학생들이 있어요.
저희 연구실에서 학생을 뽑을 때는 성적보다는 얼마나 좋아하고 평생을 바칠 건지를 많이 보고던요. 제가 대학원 강의할 때 왜 연구를 하냐고 물어보면 졸업을 해야 한다거나 교수가 시킨다고 하는 거는 아니고. 제 생각에는 그 연구 테마가 그 학생의 벤처 아이템이 되고, 지도교수가 연구비도 주고, 지도교수가 벤처케피탈이고 조언도 해주니깐. 졸업보다는 이걸로 큰 사업을 한다 생각하면 누가 더 연구를 더 열심히 하겠어요. 그런 식으로 수업시간에 많이 이야기를 하고 접근을 하니깐 아마 학생들에게 색다르게 보였던 거 같아요.
6. 교수님께서 맡으시는 학부 과목 중 “새로운 기계와 체험”이란 수업이 학부 교과과정 개편으로 만들어진 걸로 아는데요, 이런 과목의 개편 취지와 방향에 대해 설명해 주십시오.
일반인들이 기계공학 그러면 대개 자동차, 로봇, 망치, 기어, 선반 등의 기계를 생각하는데, 그것도 맞습니다만. 기계공학이 많이 바뀌고 넓어졌어요. 카이스트만 해도 52분의 교수님이 계신데..그 분들이 다 자동차만 만들고 계시지는 않거든요. 그래서, 새로운 기계분야를 소개하고 실제로 체험할 수 있도록 해줘야 하겠다고 해서 몇 명교수님들과 같이 남들이 기계공학이라고 생각하지 않았던 것들을 체험하고 소개하는 과정으로 꾸민 겁니다.
- 그런 분야들이 어떤 것들이 있나요.
제가 MEMS분야를 3주동안 가르치는데요. 크린룸에서 마이크로구조물을 만드는 체험을 하고요. 한가지는 연료전지를 만드는걸로 학기 내에 연료전지를 만들어 자동차 경주하는 것으로 수업을 하고 있고요. 다른 한가지는 RP(Rapid Prototyping)로 만드는 것인데, 어떤 구조물을 만들 때 나무를 깍아서 만드는 것도 있지만, 종이를 한장 한장 오려서 만드는 방법도 있어요. 폴리머를 한장 붙여서 굉장히 쉽게 빨리 만들어 보는 기술이 있는데 이것을 이용해서 학생들이 디자인해서 만들어 보는거에요.
현재는 이렇게 3개의 과목이 3주에 걸쳐 진행이 되고 있고요. 그 과정을 계속 늘려가고 있습니다.
7. 교수님께서는 “나의 꿈은?”이란 주제로 두 차례 고등학교에서 강연을 하신 걸로 아는데요. 이런 강연을 하게 된 동기가 있다면 말씀해
주십시오.
과기부에 과학기술 앰배서더(Science Ambassador)란 제도가 있는데.. 연구소의 교수나 박사가 중,고등학교, 심지어는 초등학교에 가서 강연을 하는 기회가 있습니다. 저도 우연한 기회 참여하게 되었고 아마 2차례는 넘는 것 같고요.
물론 저는 제가 연구하는 마이크로 세계를 이야기를 해주면서. 내가 왜 어떻게 이 연구를 하게 되었고. 내 꿈을 애기하게 되고. 어렸을 때 꿈꿔 왔던 애기를 해주면서 학생여러분들은 어떤 꿈을 가지고 있냐라로 물어보고. 그 꿈을 가지고 열정을 발휘하면 된다고 믿거든요. 자연스럽게 나의 꿈은 이건데, 너의 꿈은 어떠냐?라는 의도로 몇 번 강의를 했던 걸로 기억하고 있습니다.
8. 마지막으로 METRIC 회원들이나 기계공학을 전공하는 후학들에게 한 마디 부탁드립니다.
몇년
전에 IMF이후로 옛날 학문이다 굴뚝산업이다 해서 기계공학에 입학하는 학생들이 많이 줄어든 적이 있어요.
최근에서 다시 각광을 받고 있어요.
제 생각에는 기계공학은 굉장히 매력적이고, 보편적인 학문이기 때문에 앞으로 발전가능성이 무한한 학문이다.
기계공학은 선택한 후학들에게는 매우 잘 선택했다라고 말해주고 싶어요.
그럼에도 불구하고 사람들이 기계공학을 스스로 작게 생각하고 있는거 같아요. 기계공학 안에서도 눈을 크게 보는 것이 좋을거 같아요. 내가 할 수 있는 것이 많고. 그중에서 최첨단- 최근에는 Bio, NANO, D램을 최첨단이라고 하는데, 그보다 더 중요하고 첨단인 것들이 많거든요. 향후 우리나라 산업을 이끌수 있는 것이 너무 많거든요. 후학들에게 첨단하지 말고. 기계공학중에서 자기가 좋아하는 것을 첨단으로 만들어라 말해주고 싶습니다. 그러면, 자기가 그 분야에서는 세계최고가 되는거죠. 그랬으면 좋겠습니다.
감사합니다.
- 저도 오늘 미세바늘이 왜 기계공학과 관련이 있는지? 기계공학 교수님이 왜 미세바늘을 만드셨는지 사실 궁금해하면서 이자리에 왔거든요. 오늘 저에게도 기계공학을 전공한 후학들에게 정말 유익한 정보를 제공해 주셔서 감사합니다.
오늘은 이승섭 교수님께 함께 했는데요.
좋은 말씀 해주신 교수님께 정말 감사드립니다.
*메조테라피(Meso
Therapie) : <의학> 주사기로 피부 밑의 중배엽에 약물을
직접 주입하는 요법.
*RP : 쾌속조형기,또는 rapid prototyping system이라고 하는데 설계 단계에 있는 3차원 모델을 실용적이고 현실적인 모형이나 시제품(Prototype)으로 다른 중간 과정 없이 빠르게 생성하는 기술
* 인터뷰 진행: 정수민 리포터
* 동영상 촬영 및 편집: 정병규(baeni@metric.or.kr)
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