‘신경 손상 걱정 끝’…디지스트, ‘스마트 밀착 전극’ 개발

국내 연구진이 신경을 손상시키지 않고 안전하게 감싸는 전극을 개발했다. 말초신경을 대상으로 하는 전자약 등 다양한 바이오전자소자에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

김소희(왼쪽부터) 로봇및기계전자공학과 교수, 문현민 MIT 기계공학과 박사후연구원. 디지스트 제공

대구경북과학기술원(DGIST)는 로봇및기계전자공학과 김소희 교수 연구팀이 말초신경 대상의 전자약 등 차세대 소프트 바이오 전자소자로 활용할 수 있는 3차원 신경 전극을 세계 최초로 개발했다고 20일 밝혔다.

신경 전극은 신경을 통해 전달되는 전기 신호를 측정하거나, 미세한 전류를 흘려보내 신경을 자극하는 장치다. 기존 전극 방식은 신경과의 접촉이 불안정하거나, 강한 압박으로 신경이 손상될 위험이 컸다. 이에 연구팀은 부드럽게 휘어지면서 신경을 감싸는 방식으로 봉합 없이도 안정적인 고정이 가능‘소프트 구동 기반 커프 전극'을 개발했다.

3차원적으로 볼록한 구조를 적용해 신경과의 접촉 면적을 줄이면서도 밀착력을 높여 신경 손상을 방지할 수 있도록 설계했다. 연구팀은 이 전극을 실제 말초신경에 적용해 장기간 실험을 진행한 결과, 신호를 정확히 측정하고 원하는 자극을 제대로 전달할 뿐 아니라 신경 조직과 신경 기능에도 문제가 없었다고 설명했다.

어드밴스드 머티리얼즈 논문 표지. 디지스트 제공

김소희 교수는 “말초신경이나 미주신경 등을 감싸는 커프 전극의 새로운 개념을 제시한 것”이라며 “향후 체내 이식형 전자약 등 다양한 바이오전자소자로 활용 가능할 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 김 교수가 교신저자로, 매사추세츠공과대학(MIT) 기계공학과 박사후연구원 문현민 박사가 제1저자로 참여했다. 또 한국뇌연구원 추남선 선임연구원과 경북대병원 신경외과 박기수 교수도 연구에 참여했다.

연구 결과는 세계적 권위의 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’에 후면 표지논문으로 선정됐다.

대구=김덕용 기자 [e-mail]