생체모방이 의학분야에 사용되는 예

글쓴이 seojiwoo0707 날짜

주제 선정 동기

 My career is to become a Institute of Biological Engineering and study medical devices that can prevent and treat infectious diseases that have harmful effects on mankind, such as Corona 19. I chose this topic because I wanted to learn more about how biomimicry is being used in the medical field after learning about examples of how biomimicry is used in our lives as an additional assignment for school online classes.

탐구 내용

생체 모방이란 생물체의 특성을 연구하고 일정한 방식으로 모방함으로써 인류의 과제를 해결하고자 하는 학문 분야이다. 이러한 생체 모방을 이용한 예시에는 도마뱀 발붙이를 이용한 접착제, 잠자리의 비행을 모방한 드론 등이 있다. 그 중에서도 나는 의료기기에 생체 모방이 사용된 예시에 대해 조사해보았다.

의료기기에 생체모방이 이용된 예시에는 첫 번째로, 거미줄을 이용한 인공 근육이 있다. 인공 근육은 우리나라의 한양대학교 교수팀의 연구자들 주도로 개발되었다. 이들은 거미줄의 나노 구조가 배열하는 원리인 생체 모방 차원에서 아이디어를 얻어서, 탄소나노튜브와 그래핀을 결합하였다. 원래 그래핀과 탄소나노튜브를 물리적으로 결합시키는 것은 어려운 작업이지만 이들은 거미줄의 배열 구조를 본 떠서 이를 결합하였다. 또한 거미줄의 배열 구조뿐만 아니라 거미줄을 구성하는 단백질 생성 유전자를 이용하여 인공 거미줄을 대량 생산하는 방법도 쓰이고 있다. 거미줄은 인체에 거부반응을 일으키지 않기 때문에 인공 근육으로 사용될 수 있다고 한다.

두 번째 예시로는 모기의 바늘을 이용한 통증이 없는 주사가 있다. 이 주사는 효고현 니시노미야 출신의 미쓰오 후쿠다가 개발한 것으로, 모기의 침에서 영감을 얻어 만들었다고 한다. 모기가 피를 빨아먹을 때에는 통증이 없다는 것을 이용한 것인데, 모기의 입은 들쭉날쭉한 모양으로 되어 있어 통증이 느껴지지 않는다고 한다. 모기의 주둥이는 표면이 조그만한 톱니 모양으로 되어 있고, 모기가 물 때 이 들쭉날쭉한 입의 끝부분만 우리의 피부와 접촉한다. 이렇게 접촉하는 피부 면적이 거의 없을 정도로 미세하기 때문에 우리는 이를 감지할 수 없다고 한다.

마지막으로 실마리 홍합을 이용한 의료용 접착제가 있다. 홍합은 단백질 접착제인 “족사”를 분비하기 때문에 파도에도 끄떡없이 미끄러운 바위 위에서도 강하게 달라붙어서 살 수 있다. 족사는 접착력이 매우 뛰어나기 때문에 세포용 접착제, 의료용 접착제로 쓰일 뿐만 아니라 재생 및 흉터 치료에도 탁월한 효과가 있다고 한다. 이 뿐만 아니라 이러한 홍합의 접착제를 이용하여 주사를 놓을 때에 피가 나지 않도록 할 수도 있다고 한다. 카이스트 연구진들은 족사 구조에 존재하는 카테콜아민 성분을 도입한 접착성 키토산을 이용해 주삿바늘에 피를 멈추게 하는 기능이 있는 필름을 코팅했다. 이 혈액에 필름이 닿으면 필름이 순간적으로 다른 형태로 바뀌면서 상처 부위의 피를 멈추게 된다. 이를 혈우병 환자에게 유용하게 쓸 수 있다고 한다.

참고자료

https://blog.naver.com/ramse/30130298909

http://blog.daum.net/ssangheem/5027675

https://www.yna.co.kr/view/AKR20161006060300063

https://blog.naver.com/nibr_bio/221699726457

작성 후 느낀 점

After writing a report on how biomimicry is used in the medical field, I thought I would like to go to the Department of Biomedical Biotechnology and develop medical devices or medical supplies using biomimetic technology. It also gave me one more chance to be convinced of my goal of studying medical devices to prevent and treat infectious diseases that have harmful effects on mankind.

카테고리: 보고서

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