융합형 첨단 유기 겔 신소재 산업의 혁신리더
인류의 삶을 바꿀 인공장기 개발 전 과정 주도적 수행
고체와 액체의 특징을 동시에 지닌 유기 겔은 인류의 미래를 바꿀 신소재로 불리고 있다. 이러한 유기 겔을 활용한 신소재 산업을 선도하고 있는 영남대 유기 겔 클러스터 사업단(한성수 단장)의 연구 성과가 가시화되고 있어 기대를 모으고 있다.
영남대 유기 겔 클러스터 사업단은 2004년부터 2013년까지 9년간의 융합형 첨단 유기 겔 신소재 연구개발 클러스터 구축 사업을 통해 명실 공히 국내 고분자 겔 소재 산업 분야의 최고 연구단으로 거듭나고 있다. 유기 겔 클러스터 사업단은 NT(나노기술), BT(생명기술), IT(정보기술), ET(환경기술) 분야의 원천 부품 소재로 사용되는 유기 겔 재료 산업의 선두 주자로서 현재 주력하고 있는 연구 분야는 유기 겔을 이용한 겔 형성성 고분자 제조, 바이오 겔 응용제품 개발, 고 흡수성 유기 겔 응용제품 개발, 정보통신용 겔 응용 제품 개발, 기능성 폴리비닐 알코올 재료 상용화 연구, 신규 약물전달시스템(DDS) 기술 및 제재 개발 등이다. 관련 분야의 기술 개발을 성공적으로 마치고 일부 관련 제품은 상업화에 성공하였으며 다수의 관련 개발 기술이 상용화를 앞두고 있다.
고분자 겔 소재산업의 혁신 리더
현재 클러스터 사업단은 대학, 대기업, 중소벤처기업 및 연구소들이 연계하여 산·학·연 간의 협동 연구를 통해 300편이 넘는 국제 저명 학술지 게재 논문과 150편이 넘는 특허를 활용한 사업화를 통해 지역산업 활성화 및 관련 분야의 국제경쟁력 강화에 기여하고 있다.
지난 9년 간의 클러스터 구축과 연구개발 사업을 통해 클러스터 구성, 클러스터링 강화, 클러스터링 완료 단계를 거쳐 유기 겔 관련 융합 분야의 기초연구, 응용연구, 제품 개발 및 사업화에 이르는 전 단계를 수행하여 가시적인 성과를 올리고 있다. 클러스터 구축 사업을 통해 전국의 유기 겔 신소재 관련 분야의 기업-대학-연구소 클러스터링을 완료하고 100여 억 원에 이르는 첨단 연구 장비를 구축하여 자체 연구개발 및 기업지원을 위한 시스템 구축을 완료했다.
또한 대학에서 개발된 첨단 기술의 사업화를 위해 겔 마켓의 운영 등 사업을 통해 개발 된 산업선도 고부가가치 기술 및 제품을 판매함으로써 기술 개발에 그치지 않고 기술의 사업화를 위한 기술이전 및 판매를 위한 가교 역할을 하고 있다.
각 분야에서 괄목할 만한 성과를 거두었으며 특히 주목할 분야는 신 성장 동력 미래 산업인 의료분야이다. 피부 재생이 원활하고 흉터가 잘 생기지 않는 창상피복재인 스킨가드 스카를 개발하여 상용화하였고, 역류성 식도염 환자를 위한 위장 내에서 겔화하여 위산의 역류를 방지하는 위 체류형 제산제도 개발하였다. 일반 물질이 온도를 올리면 액체에서 고체 상태로 변하는 것이 기본 원리이나 온도 상승에 따라 물질의 상태가 액체에서 고체로 변하는 일반 물질과 거꾸로 상전이를 하는 특수한 겔을 개발하여 이를 이용한 표적지향형 약물전달시스템도 개발 중이다.
한성수 단장은 “특수 겔을 이용한 시스템을 항암제 개발에 적용 시 강한 독성을 갖는 약물을 암세포에만 선택적으로 전달하여 부작용은 최소화하고 치료 효율을 최대화할 수 있다”면서 “이러한 졸(액체)-겔(반고체) 거동을 하는 겔을 이용하여 관절염 치료에도 활용할 수 있는데 졸 상태의 고분자와 연골세포, 영양 성분을 혼합하여 연골이 닳아 없어진 환자에게 주사하면 몸속에서 겔화되고 이 후 연골세포가 증식하여 연골을 재생시킬 수 있다”고 덧붙였다. 또한 표적 지향적 약물 전달 시스템 적용 시 겔을 나노 혹은 마이크로미터 크기의 입자로 만들어 암세포로 향하는 혈관을 선택적으로 막으면 암세포를 괴사시킬 수 있는데, 유기 겔 클러스터 사업단은 항암제인 색전치료제를 (주)태웅메디칼과, 지방줄기세포를 함유한 기능성 겔 패드는 메디칸(주)과 공동 개발하였으며 충치만을 선택적으로 녹이는 카리 겔을 자체 개발하여 (주)하농에 기술 이전, 치과 치료 시 어린이, 노약자 등에 치과 공포증을 줄여 줄 수 있게 됐다. 유기 겔의 의료재료 응용 분야인 인공피부, 인공혈관의 사업화 연구도 성공을 앞두고 있다. 의료분야 이외에도 항공기 소재, 로켓, 요트, 방탄복, 골프채 등의 산업용 재료에 사용되는 강철보다 수십 배 강한 최첨단 슈퍼섬유 개발, 토목건축용 유기 겔 차수막, 광반도체 봉지재용 유기 겔, 유기 소재용 유기 겔, 반도체 절삭용 수용성 오일, 수용성 하이드로겔 마스크 팩 등을 공동 개발해 기업 매출 향상에 크게 기여했으며 최근에는 사업단 한 단장의 특허를 이용한 뿌리는 마스크 팩을 개발 중이다.
인류 수명 연장의 혁신적 기여가 기대되는 인공장기 개발
한 단장은 “YU-ECI 의과학 연구센터는 신약 및 메디컬 재료 개발을 위한 자동화 TAXIScan 등 최첨단의 연구 장비를 구축해 기초 연구에서부터 임상시험과 미국 FDA 승인 절차를 거쳐 세계 시장에서 판매 가능한 신약개발과 메디컬 재료 및 인공장기 개발의 전 과정을 주도적으로 수행할 수 있게 됐다”면서 “신약 및 메디컬 재료 개발 성공 시 국내 메디컬 산업이 세계 바이오산업 시장에서 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 기대 된다”고 덧붙였다. 아울러 클러스터 사업단과 YU-ECI 의과학 연구센터는 인공혈관, 인공피부, 인공장기의 공동 개발에도 착수하며 당뇨병, 치매 등 난치병 치료제 개발과 연구과정에 필요한 의료기기 개발도 추진한다.
한 단장은 “유기 겔 클러스터 사업단에서는 일본의 유수 바이오벤처기업을 유치,(일본 ECI) 430여 평의 연구 공간과 120여억 원의 고가 장비를 설치 완료하여 성공적인 유기 겔 응용 연구개발 클러스터를 구축 완료했고 이러한 산·학·연 클러스터를 바탕으로 관련 대학, 연구소와 함께 유기 겔의 주요 응용분야인 의료/의약, 고강력 산업용소재 분야에 대한 공동연구개발 및 관련 기업을 유치하고 기업의 연구개발을 지원해 국가 의료산업 및 관련 산업 발전에 중추적 역할을 할 것”이라고 강조했다. 이어 “세계에서 선도적인 유기 겔 신소재 개발 연구를 위해 산·학·연의 모든 연구원, 기업가, 학자 등과 공동 협력 연구 및 지원을 할 준비가 되어있고 유기 겔 관련 사업의 성공에 함께하실 분들은 저희 사업단을 찾아 주실 것을 당부 드린다”라면서 “인공장기는 개인별 맞춤 제조를 해야 하므로 자동화, 대량생산은 어렵지만 성공 시 엄청난 고부가가치 제품이기 때문에 우리나라에 적합한 미래 산업 분야로 세계 최초의 유기 겔 연구소를 바탕으로 향후 인공장기연구소를 설립해 의료 산업 발전에 이바지 하고, 영남대학교 나노메디컬 유기재료공학과를 국내 의료 인재 양성의 중심 교육기관으로 발전시키겠다”고 포부를 밝혔다.