KISTI의 과학향기

미국 캘리포니아 대학(University of California San Diego)의 연구진은 초음파로 구동되는 소형 로봇을 개발했는데, 이것은 혈액 속을 돌아다니면서 독소와 해로운 박테리아를 제거할 수 있다. 이러한 나노로봇은 생물학적 유체를 해독하고 오염을 제거할 수 있는 안전하고 효율적인 방법을 제공한다.

 

이번 연구진은 금 나노와이어에 혈소판과 적혈구 멤브레인의 혼합체를 코팅함으로써 나노로봇을 만들었다. 하이브리드 코팅은 나노로봇이 MRSA 박테리아와 같은 병원체를 묶어서 병원체에서 생성되는 독소를 흡수하고 중화하는 역할은 한다. 나노로봇의 몸체는 초음파에 반응해서 빠르게 움직일 수 있다. 이러한 이동성은 나노로봇이 혈액 내의 표적과 효율적으로 혼합되어 해독 속도를 높이게 한다.

 

이번 연구진은 혈소판과 적혈구 멤브레인을 분리함으로써 하이브리드 코팅을 만들었다. 그 후에 고주파 음파를 이용해서 멤브레인을 융합시켰다. 마지막으로 특정 표면 화학을 형성하기 위해서 금 나노와이어 위에 하이브리드 막을 코팅했다. 이 코팅은 생체 오염으로 알려진 프로세스로부터 나노로봇을 보호한다.

 

나노로봇은 인간의 머리카락보다 약 25배 더 작다. 그들은 초음파를 공급할 때 혈액 속에서 초당 35 마이크로미터까지 이동할 수 있다. MRSA와 독소로 오염된 혈액 샘플을 치료하기 위해서 나노로봇을 투입하는 실험에서 5분 경과 후에 처리하지 않는 샘플보다 처리한 샘플에서 박테리아와 독소가 3배 더 적어진다는 것을 알 수 있었다.

 

향후에는 살아있는 동물 실험을 해야 할 것이다. 궁극적인 목표는 금 대신에 생분해성 물질을 사용함으로써 자연적으로 소멸되는 나노로봇을 만드는 것이 될 것이다. 작은 로봇으로 병원체와 독소를 제거하게 하는 이 연구결과는 다양한 치료 및 생물 해독 분야를 위한 새로운 플랫폼 개발에 유용할 것이다.

 

이 연구결과는 저널 Science Robotics에 “Hybrid biomembrane-functionalized nanorobots for concurrent removal of pathogenic bacteria and toxins” 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1126/scirobotics.aat0485).