스마트 생체재료는 인간 조직 내에서 작동하도록 설계된 의료기기의 개발을 진전시키며, 자연 조직과 유사한 거동을 구현함으로써 인체 건강 관리에 크게 영향을 주었다. 지난 수십 년 동안 생체재료의 ‘지능’은 비활성 상태에서 능동 상태로 진화해 왔지만, 스마트 생체재료는 한 단계 더 나아가 주변 조직과의 상호작용에 근거하여 표면 또는 벌크가 반응하도록 함으로써, 자연 조직의 기능과 유사한 결과를 부여한다. 이러한 주변 조직과의 상호작용은 자극 반응형(stimuli-responsive) 생체재료를 형성하는 데 도움을 주며, 조직공학, 재생의학, 자율적 약물전달, 정형외과학 등에서 유용할 수 있다. 전통적으로 물질 공학은 생체 내에 적용될 수 있으면서도 면역 반응을 유발하지 않도록 생체재료의 정적인 특성을 정교화하는 데 초점을 맞추었는데, 이는 이들의 제한 없는 작동을 가로막는 주요 장애물이었다. 본 리뷰는 현재 연구 중인 다양한 공학적 접근법을 강조하고 설명하며, 체온, pH, 이온 농도와 같은 체내 요인 또는 자기(자력), 빛, 전도도와 같은 외부 요인에 대한 반응에 따라 결과를 조절하는 자극 반응형 생체재료를 개발하기 위한 방안을 제시한다. 연성 및 경성 조직공학, 4D 프린팅, 그리고 스캐폴드 설계에 대한 적용도 논의된다. 오르간-온-어-칩(organ-on-a-chip) 모델과 같은 미세유체공학의 고도화된 적용은 생체재료의 고유한 스마트 특성으로부터 폭넓게 이점을 얻으며, 이는 아래에서 추가로 논의된다. 본 리뷰는 또한 스마트 생체재료 공학이 바이오센서 응용을 어떻게 혁신할 수 있는지에 대해 더 구체적으로 설명함으로써, 환자 치료의 질을 향상시킬 수 있음을 제시한다. 아울러 생체재료와 관련된 한계와 핵심 과제를 구분하여 제시하고, 임상적 적용으로의 전환을 가능하게 할 차세대 생체재료 개발을 위한 향후 방향을 개략적으로 제시함으로써 앞으로의 길에 대한 통찰을 제공한다.

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