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몸안에 이식해도 염증 염려 대폭 줄인 신경 전극 개발

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2017년 03월 06일 16:00 프린트하기

KIST 제공
KIST 제공

국내 연구진이 염증 유발 걱정 없이 쓸 수 있는 체내 이식형 신경 전극을 개발했다. 2~3주면 전기 신호가 약해져 오래 사용할 수 없었던 기존 전극의 약점을 보완, 인체 피해 없는 장기간 신경치료 기술에 적용될 것으로 기대된다.

 

이수현 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 선임연구원(사진) 팀은 스펀지 형태의 다공성 나노섬유 위에 은 나노입자를 프린트한 형태의 신경 전극 개발에 성공했다고 6일 밝혔다. 연구는 권일근 경희대 치대 교수팀, 도선희 경희대 수의대 교수팀과 공동으로 진행됐다.

 

최근 척추 손상 등 신경계 질환 치료를 위해 이식형 신경 전극을 삽입하는 치료 방법이 많이 쓰인다. 기존 재료는 실리콘이나 고분자 필름으로 만들어지기 때문에 물, 산소 등의 물질이 거의 투과되지 않아 신경에 영양소를 충분히 공급하기 힘들었다. 또 신경 조직에 비해 단단하기 때문에 주변 신경에 상처를 일으킨다는 단점이 있다. 

 

 

연구진이 프린팅 방식으로 제작한 신경전극의 개념도. - KIST 제공
연구진이 프린팅 방식으로 제작한 신경전극의 개념도. - KIST 제공

연구진은 스펀지와 같이 구멍이 송송 뚫린 나노 섬유로 이 문제를 해결했다. 나노 섬유에 은 나노 입자를 프린트하고, 그 위에 전도성 고분자를 증착해 전기적 성능을 개선했다. 이렇게 개발된 신경 전극은 기존 전극보다 1만 배 이상 높은 투과도를 보였다. 인체 내부에 이식해도 물이나 기체 등의 흐름을 막지 않아 이물감이 없다.

 

연구진은 실제로 쥐, 토끼, 개 등 동물의 신경에 새로 만든 전극을 이식해 6개월 간 변화를 살폈다. 실험동물들의 신경 조직을 검사한 결과 신경 변형이나 위축 등의 손상이 생기지 않음을 확인했다. 기존 전극은 2~3주가 지나면 신호가 점점 약해지지만 이 신경 전극은 실험이 진행되는 6개월 간 전기신호가 일정하게 유지됐다.

 

이 연구원은 “인체에 손상을 가하지 않는 생체적합성이 높은 재료”라며 “중추 및 말초 신경계 손상에 의한 신경 장애 치료에 사용될 수 있다”고 말했다.

 

이 연구결과는 나노 분야 권위지 ‘에이씨에스 나노(ACS Nano)’ 2월 14일자 온라인판에 실렸다.

 

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