빛으로 뇌세포를 조절하는 최첨단 치료 기술인광유전학을 보다 정밀하고 안전하게 적용할 수 있는 의료기기가 개발됐습니다.
KAIST 전기및전자공학부 최경철 교수와 이현주 교수 연구팀이 머리카락보다 얇고 부드러운 삽입형 장치에 초소형 발광소자인 마이크로 OLED를 탑재해 뇌 속 특정 부위에 정확히 빛을 쏠 수 있는 기술을 구현했습니다.
광유전학 기술은 특정 파장의 빛으로 유전적으로 변형된 뉴런의 활동을 조절하는 기술로, 치매 등 난치성 뇌 질환 치료에 활용됩니다.
기존에는 광섬유 방식이 주로 쓰였지만 외부 보조 장치가 필요하고 조직 손상 우려가 있었습니다.
이번 개발한 장치는 머리카락 굵기보다 얇고 유연해 외부 장치 없이도 탐침만으로 뇌에 삽입할 수 있습니다.
또 산화알루미늄과 파릴렌-C로 구성된 초박막 특수 봉지막으로 감싸 체내 수분과 산소에 의한 열화를 막고, 10년 이상 수명을 유지할 수 있도록 설계됐습니다.
특히 이 장치는 8개의 초소형 OLED를 독립적으로 개별 구동할 수 있고 470나노미터 파장에서 1밀리와트/제곱밀리미터(1㎽/㎟)이상의 높은 광출력을 구현해 뉴런 단위의 정밀한 자극과 복잡한 뇌 기능 분석에도 활용이 가능합니다.
이번 연구를 주도한 논문 1저자인 이소민 박사는 "고유연·고해상도의 마이크로 OLED를 얇은 유연 탐침 위에 집적하는 세부 공정 및 생체 적용성, 친화성 향상에 집중했다"며 "이번 연구는 인체 삽입형 측정 및 치료에 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대된다"고 말했습니다.
이번 성과는 국제 나노기술 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 7월 전면 표지 논문으로 실렸습니다.
※ 논문명: Advanced Micro-OLED Integration on Thin and Flexible Polymer Neural Probes for Targeted Optogenetic Stimulation
※ DOI:
https://doi.org/10.1002/adfm.202420758
