▲ (왼쪽부터) DGIST 로봇공학전공 김소희 교수 강유나 박사│사진출처=DGIST
DGIST(대구경북과학기술원, 총장 국양)는 로봇공학전공 김소희 교수 연구팀은 국제학술지 ‘마이크로시스템 앤 나노엔지니어링 (Microsystems & Nanoengineering)’ 지를 통해 3차원 뇌 전극에 약물 전달 기능을 탑재한 유연성 다기능 뇌-기계 인터페이스 기술을 개발했다고 밝혔다.
기존의 마이크로니들(마이크로미터-1μm, 1mm의 1/1000- 단위의 직경을 갖는 바늘 형상의 구조물)이 포함된 어레이 형태의 전극은 단단한 실리콘과 유리를 기반으로 만들어져 유연성이 없었고, 재료적인 특성과 함께 3차원 구조물이라는 형태적 특성 때문에 약물 전달 기능이 없었다.
▲ 약물 전달 기능을 갖춘 마이크로니들 전극 어레이로 구성된 3차원 다기능 유연 뇌 인터페이스│사진출처=DGIST
그런데 여러 개의 마이크로니들이 폴리머 플랫폼으로 지지되고 있는 3차원 전극 기술을 기반으로, 유연한 폴리머 케이블에 미세 유체 채널을 집적하여 전기적 신호 전달과 화학적 약물 전달의 두 가지 기능을 동시에 할 수 있는 다기능 케이블 및 연결기술을 개발에 성공하면서, 이를 통해 약물 전달과 동시에 뇌 신호의 측정 또는 전기적 자극이 가능한 다기능 유연 뇌 인터페이스 구현이 가능해진 것이다.
이 기술을 통해 사지마비 환자가 뇌 신호로 팔·다리를 움직일 수 있게 하는 뇌-기계 인터페이스 기술과 같이 체내에 장기간 이식이 필요한 뇌 전극에, 이식 초기에 항염증 약물을 전달하여 염증 반응을 억제함으로써 전극의 성능을 장기간 유지시키는 것이 가능하다. 또한, 난치성 뇌질환의 치료를 위해 전기적, 화학적 치료를 동시에 제공할 수 있는 뇌 자극 장치로도 활용 가능할 것으로 전망한다.
김소희 교수는 “약물 전달 채널을 통해 화학적 방식으로 뇌를 자극함과 동시에 뇌 신호의 측정이 가능하다. 뿐만 아니라, 혈관-뇌 장벽(blood-brain barrier)을 거치지 않고 약물을 직접 뇌세포에 전달 가능하므로, 뇌질환 치료용 약물의 약효 검증도 가능하여 치료제 개발에도 활용 가능할 것” 이라고 설명했다.
글. 김선희 기자 sopinera@brainworld.com
자료출처 = DGIST 대구경북과학기술원 www.dgist.ac.kr