UNIST, 종이처럼 접고 자를 수 있는 전기자극 소재 개발

김지윤 교수팀 세계 첫 개발…생분해 가능해 파킨슨·알츠하이머 정밀 맞춤치료에 최적

윗줄 왼쪽부터 시계 방향으로 김지윤 교수, 차채녕 교수, 제 1저자 최준규 연구원, 김선태 연구원, 이아영 연구원.

종이처럼 접거나 잘라서 사용할 수 있는 무선 전기자극 소재가 개발됐다.

UNIST(총장 이용훈)는 김지윤·차채녕·송명훈 신소재공학과 교수팀(이하 김 교수팀)이 무선 전기자극 특성을 지닌 유연하고 생분해 가능한 '종이형 전기자극 소재'를 세계 최초로 개발했다고 9일 밝혔다.

'종이형 전기자극 소재'는 기능성 나노 물질로 돼 있어 자르거나 접어도 전기자극 특성을 잃지 않는다. 종이처럼 부드럽고 유연해 굴곡진 표면에도 쉽게 밀착해 사용할 수 있다. 가공성이 뛰어나 필요한 모양대로 제작을 할 수 있고, 사용 후에는 생분해된다.

김 교수팀은 외부 자기장에 반응해 전기자극을 생성하는 자기전기 나노입자를 합성했다. 합성 나노입자는 외부 자기장에 반응해 변형을 일으키는 자왜(Magnetostrictive) 코어와 이 변형을 전기자극으로 변환하는 압전 쉘로 구성됐다.

이어 합성 나노입자를 생분해성 나노섬유 내부에 접목해 다공성 무선 전기자극 소재를 만들었다.

종이형 무선 전기자극 기기 개요.

'종이형 전기자극 소재'는 무선으로 신체 내부에 전기자극을 가해 신경세포 활동과 조직 재생을 촉진할 수 있다. 파킨슨병, 알츠하이머, 신경 퇴행성 질환 등 다양한 질환 치료에 유용하다.

개인 신체 특성을 고려한 정밀 맞춤 치료는 물론 전기자극 기반 의료 응용 분야에서 치료 과정을 단순화하고 더 높은 유연성과 범용성을 제공할 전망이다.

기존 인체 삽입형 전기자극 기기는 복잡하게 연결된 전자 부품 때문에 모양과 크기를 변경하기 어려웠다. 신체 이물 반응도 유발해 치료 후 제거 수술 등 복잡한 과정을 거쳐야 했다.

김지윤 교수는 “전기자극 특성을 그대로 유지한 채 수십 센티미터에서 신경세포 크기인 마이크로미터 단위까지 자유롭게 크기와 모양을 조절할 수 있다”며 “의료분야에서 신속한 치료 프로토타입 제작과 효과적인 맞춤형 전기자극 치료 솔루션 개발에 기여할 것”이라고 말했다.

연구 성과는 이달 초 어드밴스드 머터리얼즈 표지논문으로 선정돼 실렸다.

울산=임동식기자 dslim@etnews.com