부작용↓ 활용도↑, 체내 이식형 전극 개발

[아이뉴스24 정종오 기자] GIST(광주과학기술원, 총장직무대행 박래길) 신소재공학부 이재영 교수 연구팀이 주사로 주입할 수 있고 수명을 조절할 수 있는 생체 이식형 전도성 수화젤을 제작했다.

연구팀은 수화젤 기반의 생체 이식형 전극을 개발해 절개 없이 주사로 주입함으로써 감염 위험 등 부작용을 최소화하고 분해 속도를 조절, 전극의 수명을 제어했다.

이식형 생체전극은 정밀한 생체 신호를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 파킨슨병 치료를 위한 심부 뇌 자극, 만성 통증 완화를 위한 척수 자극 등 선별적 전기 자극이 가능하다. 생리적 신호를 실시간 모니터링해 특정 조직에 표적 약물을 전달하는 복합형 전극으로의 활용이 가능하다.

기존 이식형 생체 전극(전도성 수화젤)은 절개 시술에 따른 상처, 감염 등 부작용이 생기거나 금, 백금과 같은 전도성 생체재료를 이식할 때 조직 손상 또는 극심한 염증 반응이 일어날 위험성이 있었다. 이식, 제거할 때 수술이 필요하다.

연구팀은 클릭 화학 반응(분자 결합에 사용 가능한 효율적․선택적 화학 반응)을 사용해 생체전극을 주입할 수 있도록 설계했다. 이번 수화젤은 기존 금속 기반 생체 전극과 비교해 절개 없이 주입할 수 있을 뿐만 아니라 고성능 및 생체 적합성 측면에서 생체 신호 측정에 더 유리해 3배 이상 높은 감도로 근전도 신호를 측정할 수 있다.

연구팀이 개발한 수화젤은 분해 속도를 조정할 수 있다.

이재영 교수는 “기존 이식형 생체 전극의 한계를 뛰어넘는 제어 가능한 분해성, 안정성과 주입성을 가진 전도성 수화젤을 제작했다”며 “앞으로 금속 기반의 전극을 대체해 인체에 활용될 수 있는 더 효율적 생체 이식형 전극이나 조직 재생의 스마트 전극으로의 활용이 기대된다”고 말했다.

연구결과(논문명:Injectable conductive hydrogels with tunable degradability as novel implantable bioelectrodes)는 재료 분야 국제 학술지 ‘스몰(Small)’에 2월 24일자 온라인으로 실렸다.

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