중앙대학교는 화학공학과 배진혜 교수 연구팀이 실제 인대와 유사한 구조와 기계적 특성을 갖는 고성능 하이드로겔 기반 인공 인대를 개발했다고 10일 밝혔다.

인대는 수분 함량이 높은 콜라겐 섬유 다발 구조와 국소적인 미네랄–콜라겐 복합체로 인해 높은 강도와 강성을 동시에 갖는다. 연구팀은 이러한 생체 구조에 착안해 섬유 형태의 하이드로겔을 합성한 뒤 다발 구조로 집합시키고, 하이드로겔 내부에 무기입자–고분자 복합체를 형성하는 방식으로 인대와 유사한 계층적 구조를 구현했다.

그 결과 새로 개발된 하이드로겔은 기존 하이드로겔 소재로는 구현이 어려웠던 높은 강도·강성·인성을 동시에 확보했다. 내부 구조가 외부 하중을 효과적으로 분산시키면서 강도와 강성을 높이는 동시에 신축성도 향상되는 특성이 확인됐다.

배 교수는 “하이드로겔 전구체의 압출성이 뛰어나 섬유 제작은 물론 3차원 프린팅 재료로도 활용할 수 있다”며 “소프트 로봇, 의료기기 등 다양한 분야에 적용 가능한 원천 소재 기술”이라고 설명했다.

이번 연구는 중앙대 지동환 박사와 배진혜 교수, University of California San Diego 연구팀이 공동으로 수행했다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘Nature Communications’에 2025년 12월 게재됐다.