뇌에 약물 공급하고 반응 신호 측정한다

DGIST 연구진 뇌 기계 인터페이스(BMI) 개발

연구팀이 개발한 3차원 다기능 유연 뇌기계 인터페이스. DGIST 제공.

뇌질환을 치료하기 위한 약물을 전달하는 동시에 뇌 신호를 측정할 수 있는 뇌-기계 인터페이스(BMI) 기술이 개발됐다. 

대구경북과학기술원(DGIST)은 김소희 로봇공학전공 교수 연구팀이 3차원 구조의 마이크로니들 어레이형 뇌 전극에 약물 전달 기능을 적용한 유연성 다기능 뇌-기계 인터페이스 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 장기간 이식이 필요한 뇌질환 치료용 전극으로 활용 가능할 것으로 기대된다. 

마이크로니들은 마이크로미터(100만분의 1미터) 단위 직경의 바늘 형상 구조물이다. 기존 마이크로니들이 포함된 어레이 형태의 전극은 단단한 실리콘과 유리를 바탕으로 만들어져 유연성이 없었다. 재료나 형태 특성 때문에 약물을 전달하는 기능도 구현되기가 어려웠다. 

연구팀은 여러 개의 마이크로니들이 유연한 폴리머 플랫폼으로 지지되는 3차원 전극 기술을 바탕으로 유연한 폴리머 케이블에 유체 채널을 집적했다. 이를 통해 전기 신호와 화학적 약물 전달을 동시에 할 수 있는 다기능 케이블 및 연결 기술도 개발했다. 

다기능 케이블과 3차원 전극을 결합해 약물 전달과 동시에 뇌신호 측정 또는 전기 자극이 가능한 뇌-기계 인터페이스 구현이 가능해진 것이다. 

연구팀은 이번에 개발한 기술을 활용하면 약물 전달 채널을 통해 항염증 약물을 전극이 있는 곳에 정확하게 전달할 수 있다고 밝혔다. 장기간 뇌에 이식한 채로 사용해야 하는 전극의 수명 연장도 가능할 것으로 기대했다. 

김소희 교수는 “약물 전달 채널을 통해 화학적 방식으로 뇌를 자극하고 뇌 신호 측정이 가능하다”며 “뇌질환 치료용 약물의 약효 검증도 가능해 치료제 개발에도 활용할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 

[김민수 기자 reborn@donga.com]