국내 연구진이 생체 내에서 분해가 가능한 브레인 센서를 개발해 눈길을 끈다.

고려대학교(총장 염재호) KU-KIST 융합대학원 황석원 교수는 미국 일리노이대 (University of Illinois at Urbana-Champaign) 강승균 박사와 공동 연구를 통해 인체에 무해하며 생체 내에서 분해 및 흡수 가능한 물질로 이루어진 생체 삽입형 전자 소자 (implantable electronic device)를 이용, 무선 형태의 뇌압/뇌온도 측정 센서를 개발했다.

이번 연구결과는 세계적 권위의 과학저널 ‘네이쳐 (Nature)’ 1월 19일자 온라인 판에 게재됐다. (논문명 : Bioresorbable silicon electronic sensors for the brain)

연구팀은 생체 내에서 용해가능하며 인체에 해롭지 않은 초박막 형태의 실리콘 및 다양한 생분해성 전자 소재로 이루어진 전자 시스템을 이용해 일정기간 동안 뇌압 및 뇌온도를 무선 (wireless) 형태로 측정했다. 전체 전자 시스템이 뇌 안의 뇌척수액에 의해 용해/분해 가능하도록 생체 삽입형 전자 소자를 제작했다.

생체 삽입가능한 전자 시스템은 체내에서 완전히 분해 후 재흡수가 되는 물질로 구성/설계돼 있다. 초박막 형태의 반도체인 실리콘 (Si), 절연체인 실리콘 옥사이드 (SiO2), 금속물질인 마그네슘 (Mg), 몰리브덴 (Mo) 그리고 생분해성 폴리머 (PLGA; poly(lactic-co-glycolic acid)) 등으로 구성돼 있다.

이번 연구에서는 무선 기술 (wireless technology) 과의 통합 시스템을 구축, 뇌압 및 뇌온도를 관찰하는 동안에도 일상생활에 지장이 없도록 했다. 이는 기존의 유선 형태(wire type)로 인한 환자의 제한적인 움직임/활동을 극복할 수 있는 계기를 마련했다.

현 기술은 외상성 뇌손상(traumatic barin injury)과 같이 사고 직후에 징후가 바로 나타하지 않고 잠복기를 갖는 부상의 정확한 진단을 위해서 뇌압을 모니터링하는 데 활용이 예상된다. 대부분의 경우 환자의 수술에 대한 부담으로 인해 수술을 거부하는 사례가 많으며 이로 인한 잠복기간 중 출혈이 진행되어 사망에 이르는 경우가 많다.

강승균 박사는 “다양한 형태의 전자장치를 생체 흡수가 가능하도록 구현하는 연구를 수행하고 있어 앞으로 의료기기 개발의 패러다임에 새로운 방향을 제시할 수 있을 것으로 기대한다”라고 밝혔다.

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