1. 홈

상세조회

성과명목표하는 깊이에 닿을 수 있는 똑똑한 3차원 마이크로니들

Fabrication of High-Density Out-of-Plane Microneedle Arrays with Various Heights and Diverse Cross-Sectional Shapes(Nano-Micro Letters (IF: 16.419, 2020년 기준))

바이오인에서 원문보기 URL 공유하기
지원사업
신진연구지원사업 및 차세대지능형반도체기술개발사업
지원 기관
과학기술정보통신부
연구 기관
한국과학기술연구원
연구자
임매순, 이병철, 노현희, 윤영준
발표일
2021-12-09
조회수
110

목표하는 깊이에 닿을 수 있는 똑똑한 3차원 마이크로니들


안구, 뇌 같은 조직에서 목표하는 깊이의 신경세포 선택적 자극 실마리


애벌레 가시털이 생쥐 피부 뚫는 작은 힘으로 삽입, 조직 손상 최소화



개요

한국과학기술연구원 임매순, 이병철 박사 연구팀(노현희, 윤영준, 박진수, 강동현 등) 이 다양한 길이의 미세전극이 촘촘히 배열된 마이크로 니들을 제작할 수 있는 보다 단순한 반도체 공정을 개발했다고 밝혔다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구지원사업과 차세대지능형반도체기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 재료과학 및 나노기술 분야 국제학술지‘나노-마이크로 레터즈(Nano-Micro Letters)’에 12월 9일 게재(온라인)되었다.


연구 내용

길이가 다른 신경전극을 각각 따로 제작하는 번거로움 없이 원하는 길이 배열 정보를 담은 포토마스크 디자인을 이용해 다양한 길이의 신경전극 다발을 한 번에 제작하는 방법을 개발했다. 한 번의 포토리소그래피와 두 번의 건식 식각으로 단순화함과 동시에 포토마스크 디자인을 통해 3차원 초미세 전극의 높이와 날카로운 정도를 자유롭게 조절하는 정교한 공정 방법을 개발한 결과 미세전극은 높은 종횡비(1:25)와 매우 뾰족한 끝(~145 nm)을 가져 전극당 약 172μN의 작은 삽입력으로도 생쥐 뇌에 삽입 가능함을 보였다.
이는 기존 논문 대비 1/120배의 삽입력으로 애벌레 가시털이 생쥐 피부를 뚫는 힘과 비슷한 정도이며 단위면적(mm2)에 625개의 미세전극을 균일하게 제작하여 기존에 발표된 논문보다 25배 높은 초고밀도 미세전극 어레이를 구현하였다. 미세전극 어레이를 소프트리소그래피 중 몰드 방식에 응용하여 약물 전달 시스템에 널리 사용되는 물질인 실크(silk)로 미세전극 어레이의 형태를 성공적으로 복제하여 더 다양한 분야에 응용 가능함을 보였다.
※ 소프트 리소그래피 : 패턴을 만드는 리소그래피의 일종으로, 주로 구조물 위에 부드러운 엘라스토머를 붓거나 찍어내 기존 형태를 복제하는 기술이다.


기대 효과

고밀도 신경신호 기록 및 분석을 통한 차세대 지능형 반도체 개발 전략 수립과 망막 신경 세포를 전기 자극하여 인공시각을 형성하는 정밀 전자약 개발을 앞당길 것으로 기대된다.


목록