단국대, 인공 망막 성능 200배 향상 기술 개발

박재형·이승기 전자전기공학부 교수팀 연구성과
KIST 뇌과학연구소 임매순 박사팀과 공동 연구
실명한 눈 대신할 인공 망막 성능 200배 높여

[이데일리 신하영 기자] 실명한 눈을 대신할 인공 망막의 성능을 종전보다 200배 높이는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

왼쪽부터 박재형 교수, 임매순 박사(사진=단국대 제공)

단국대는 박재형·이승기 전자전기공학부 교수팀이 이러한 연구성과를 거뒀다고 2일 밝혔다. 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소의 임매순 박사 연구팀이 참여했다. 연구결과는 기기·계측분야 저명 국제학술지(Sensors and Actuators B: Chemical) 온라인에 게재됐다.

연구팀은 반도체 공정 기술을 활용, 기존 성능보다 200배 향상된 인공 망막 3차원 투명 마이크로 탐침 전극 개발에 성공했다. 인공 망막은 전기로 신경 세포를 자극, 뇌로 새로운 신경 신호를 전달하는 의료장치다. 인공 시각을 구현하기 위해 개발됐다. 기존 인공 망막은 2차원 평면 형태로 신경세포와 거리가 멀고 신경세포를 자극하는 전류가 넓은 영역으로 퍼져 높은 해상도를 구한하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 고정밀 자극이 가능한 탐침 형태의 3차원 투명 마이크로 전극을 개발했다. 2차원 평면 전극이 망막 표면에서 내부로 200 마이크론미터(μm)까지 퍼지던 전류를 연구팀은 1마이크론미터(μm) 이내의 좁은 영역에 집중시킬 수 있게 한 것. 단국대 관계자는 “연구팀은 기존 인공 망막의 성능을 200배 향상시켰으며 고해상도로 신경세포 전기 자극과 신호 기록을 동시에 측정하는 데 성공했다”고 설명했다.

특히 연구팀은 반도체 공정 기술을 활용해 단일 기판 위에 투명마이크로 탐침 전극을 간편하게 제작할 수 있는 고정밀 기술을 개발했다. 이로써 개별 환자의 잔존 망막 두께에 따라 3차원 탐침 높이를 최적화해 맞춤형 전극으로 제작할 수 있게 됐다.

박재형 교수는 “이번 연구는 뇌나 망막과 같은 3차원 신경 조직뿐만 아니라 다양한 깊이에 위치한 신경 세포의 회로 연구에도 유용하게 활용될 것”이라고 기대했다.

신하영 (shy1101@edaily.co.kr)