“몇 년간 사용해도 문제없다” DGIST, 뇌질환 치료 ‘소프트 전극’ 개발

DGIST가 개발한 뇌전극은 부드럽고 유연한 성질 덕분에 굴곡진 표면에 잘 밀착된다.[DGIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 대구경북과학기술원(DGIST)은 로봇및기계전자공학과 김소희 교수 연구팀이 부드럽고 유연한 재질로 이루어진 고내구성 뇌 전극 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 장기간 이식이 필요한 뇌질환 치료용 전극 등 뇌와 기계의 연결이 필요한 다양한 분야에 활용 가능할 것으로 기대된다.

뇌 전극은 뇌의 활동을 측정하고 뇌와 기계를 연결하는 중요한 역할을 한다. 하지만 기존 뇌 전극은 반도체 회로 칩의 재료인 실리콘(silicon)처럼 단단한 재료를 뇌에 꽂아야 하는 형태로 만들어지거나, 얇은 플라스틱 고분자로 만들어졌다. 이 때문에 유연성이 부족하거나, 또는 얇게 만들어 유연성을 확보할 경우 안정성 문제가 발생해 오랜 시간 동안 사용하기 어렵다는 한계가 있었다.

연구팀은 플라스틱 고분자 재료에 비해 훨씬 부드러운, 고무처럼 말랑하고 탄성이 있는(elastic) 재료를 사용해 굴곡진 뇌 표면에 매우 잘 밀착되면서도, 수십 마이크로미터 두께로 다루기가 훨씬 쉬운 뇌 전극을 개발했다.

이번연구를 수행한 DGIST 연구팀. 김소희(왼쪽부터) 교수, 문현빈 박사, 장재원 박사과정생.[DGIST 제공]

이같이 부드럽고 말랑한 탄성 재료로 만들어진 뇌 전극은 뇌 조직과 기계적, 물리적 특성이 유사하다는 장점에도 불구하고 체내 환경에서의 안정성에 의구심이 제기돼 왔었다. 연구팀은 8개월간의 가속노화실험을 통해 전극이 체내에서 장기간 사용될 때에도 뇌 신호 측정 성능을 유지할 수 있음을 확인했다.

김소희 교수는 “부드럽고 유연한 성질 덕분에 굴곡진 뇌 표면에 매우 잘 밀착되면서도 다양한 이온과 수분이 다량 존재하는 체내 환경에서도 안정적으로 성능 유지가 가능한 뇌 전극을 개발했다”며 “뇌 조직을 침습하지 않는 뇌-기계 인터페이스(BMI), 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)뿐 아니라 수년에 이르는 장기간 동안 사용이 필요한 전자약 의료기기의 핵심기술로 활용 가능할 것”이라고 설명했다.

이번 연구결과는 12월 4일 계측 분야 국제학술지 ‘센서 앤 액츄에이터 B: 케미컬’ 12월 4일 온라인 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com