성균관대·경희대, 체내에서 녹는 '무선 전기자극 치료기' 개발

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 성균관대는 화학공학부·반도체융합공학과 연구팀이 경희대 연구팀과 함께, 환자의 체내에 삽입해 전기자극으로 치료할 수 있는 '생분해성 무선 전기자극 시스템'을 개발했다고 22일 밝혔다.

전기자극 치료 과정에서는 자극을 주는 부위와 치료 목적에 따라 자극의 세기나 파형을 정밀하게 조절하는 것이 중요하다. 하지만 기존의 체내 분해 무선 전기자극 장치들은 신호를 한 방향으로만 보낼 수 있어, 환자의 상태에 맞춘 자극 형태를 만드는 데 어려움이 있었다.

이에 연구진은 몸 안에서 안전하게 분해되면서도 전류의 흐름을 자유롭게 제어할 수 있는 새로운 바이오 전자소자 개발에 주목했다. 이를 통해 회로의 특정 지점에 빛을 비추면 전류의 흐름을 조절할 수 있는 얇은 박막 실리콘 광스위칭 소자를 개발했다.

그 결과, 빛의 세기에 따라 전기자극의 파형이 정밀하게 조절되는 것을 확인했다. 이는 복잡한 전선 연결 없이도 비접촉 방식으로 체내에 삽입된 의료 장치를 안전하고 정밀하게 제어할 수 있음을 증명한 것이다.

이번 연구는 한국연구재단의 세종과학펠로우십, 글로벌 기초 연구실 지원사업 및 중견 연구자 지원사업으로 수행됐으며 성균관대 화학공학부 김종욱 교수·반도체융합공학과 유재영 교수 연구팀, 경희대 진성훈 교수 연구팀 및 미국 노스웨스턴대 존 로저스 교수 연구팀이 참여했다.

김종욱 교수는 "이번 연구는 외부에서 비추는 빛을 이용해 기존 몸속에서 녹는 바이오 전자장치가 가진 기술적 한계를 뛰어넘은 성과"라며 "앞으로 환자 개개인의 상태에 맞춘 정밀한 맞춤형 전기자극 치료 시스템으로 발전할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다"고 연구의 의의를 밝혔다.

한편 김 교수와 서승기 금오공대 교수가 공동 제1저자로 이름을 올린 이번 연구 성과는 전자공학 및 재료과학 분야의 국제 학술지 '네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)'에 게재됐다.


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