단단하게 삽입, 체내선 부드럽게…'갑옷 벗는' 신경 자극기

국내 연구팀이 삽입 시 단단하고 체내에서 부드러워지는 신경 자극기를 만들었다. 게티이미지뱅크 제공.

국내 연구팀이 삽입할 때는 단단하고 체내에서는 부드러워지는 신경 자극기를 개발해 신경 조절 치료의 새 길을 열었다.

 

포스텍은 박성민 IT융합공학과·기계공학과·전자전기공학과·융합대학원 교수와 홍성욱 기계공학과 박사후연구원팀이 '가변 강성 기술'과 액체 금속을 결합한 신경 자극기를 개발했다고 26일 밝혔다. 가변 강성 기술은 소재의 단단한 정도를 상황에 따라 조절할 수 있어 삽입 시 단단하고 체내 삽입 후에는 부드럽게 변하는 자극기를 구현한다. 연구 결과는 국제학술지 'npj 유연 전자소자'에 4일 실렸다.

 

고혈압·당뇨 등 만성질환이 신경 불균형과 관련 있다는 인식이 커지면서 신경 조절 치료가 새로운 치료법으로 주목받고 있다. 신경 조절 치료는 전기 자극·자기장·빛 등을 신경에 직접 전달해 신경계 활동을 조절하는 방식이다.

 

자극기는 가변 강성 기술을 이용해 단단함과 유연함을 모두 갖췄다. 액체 금속 기술로 전기적 안정성도 확보했다. 포스텍 제공.

 

자극기 표면에는 물에 녹는 단단한 층이 있어 척수 등 목표 신경 근처에 안정적으로 삽입할 수 있다. 삽입 후 체내 수분을 만나면 층이 몇 분 내로 녹으면서 자극기가 부드럽게 변해 척수 움직임에도 유연하게 자리를 유지한다. 알약 캡슐이 체내에서 녹으며 약을 방출하는 원리와 같다.

 

전기 전달에는 액체 금속을 썼다. 기존 고체 금속은 신체 움직임에 따라 전기 저항이 변해 신호가 불안정했지만 액체 금속은 형태가 변해도 전기적 특성을 유지한다. 고가 반도체 공정이나 금 소재도 필요 없어 제작 비용도 낮다.

 

연구팀은 쥐 척수에 자극기를 부착해 양방향 신경 전달 가능성도 확인했다. 교감신경을 조절해 혈압을 낮추는 동시에 발바닥 통증에 따른 감각 신호를 안정적으로 기록했다. 

자극기는 간질·우울증 치료, 고혈압 조절, 마비 재활 등에 활용할 수 있어 약물 치료가 어려운 환자에게도 도움이 될 전망이다.

박성민 교수는 "삽입 시 편의성과 삽입 후 기계적·전기적 성능 모두 확보했다"며 "만성 질환 치료의 새로운 해결책이기를 기대한다"고 말했다.

<참고 자료>
doi.org/10.1038/s41528-026-00557-1

박성민(왼쪽) 교수, 홍성욱 박사. 포스텍 제공.

[조가현 기자,문혜원 인턴기자 gahyun@donga.com,moony@donga.com]