KIST 연구팀, 이물반응 없는 생체이식형 신경 전극 개발

이수현 박사[사진=한국과학기술연구원 제공]

아주경제 장은영 인턴기자 = 국내 연구진이 신경 장애 치료에 쓰이는 안전하고 효율적인 신경 전극을 개발하는데 성공했다.  

6일 한국과학기술연구원에 따르면 뇌과학연구소 바이오마이크로시스템연구단 이수현 박사팀은 경희대학교 치과재료학교실 권일근 교수팀, 건국대학교 수의과대학 도선희 교수팀과 공동연구를 통해 나노섬유 기반의 생체이식형 신경전극을 개발했다.

기존의 이식형 신경 전극은 실리콘으로 제작돼 물질 투과성이 낮고, 이식 부위에 상처가 발생하기 쉽다. 또 체내에서 이물 반응에 의한 염증이 생겨 장기간 신경 신호를 검출하는 것이 어렵다는 게 학계의 중론이다.

연구진은 이같은 한계를 극복하기 위해 생체이식형 신경 전극을 개발, 스펀지 형태의 다공성 나노섬유구조체를 이용했다. 나노섬유는 유연성과 투과성이 뛰어나다는 점에 착안했으며, 은 나노 입자를 잉크젯 프린팅 방식으로 입혀 그 위에 전도성 고분자를 증착시켰다.

이후 연구진은 새롭게 제작된 신경 전극을 체내 이식한 후 검사한 결과, 아무런 손상이 발생하지 않은 것을 확인했다. 장기간 신경 자극에 의해 발생하는 신경 신호를 기록할 수 있게 된 것.

이 기술을 통해 신경 전극을 기반으로 하는 신경 신호 감지 및 제어 시스템 연구에 도움이 될 것으로 기대된다. 특히 척추 손상 환자의 재활과 치료, 시신경 자극을 통한 인공 시각 구성, 정신적 질환의 치료를 위한 뇌 심부 자극술 등에 도움이 될 전망이다. 

이수현 박사는 "본 연구로 개발된 신경전극은 장기간에 걸친 뛰어난 생체적합성을 검증받아 중추 및 말초신경계 손상의 신경계 장애인을 치료할 수 있는 안정적인 신경신호 검출과 기록이 가능하다"며 "이 신경전극 개발에 적용된 기술은 각종 체내 삽입형 소자의 생체적합성을 향상시키는데 적용될 수 있다"고 설명했다. 

해당 연구 결과는 미국화학학회에서 발간하는 세계적인 권위지인 나노 분야 국제 학술지 ACS NANO (IF:13.334)에 2월 14일자 온라인 판에 게재됐다.