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코팅 기법을 활용해 수명을 늘린 유연한 뇌 전극

[KIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

(서울=연합뉴스) 뇌 신호를 잡는 전극의 수명을 3배 늘리는 나노 코팅 기술이 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 뇌융합연구단 성혜정 선임연구원 연구팀이 서울대 박성준 교수팀과 공동으로 뇌에 삽입하는 전극 수명을 1개월에서 3개월로 늘린 코팅 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.

치매, 파킨슨병 같은 뇌 질환 연구를 위해서는 뇌 속 신경세포가 주고받는 전기 신호를 오래 관찰하는 게 필수다.

하지만 기존 전극은 삽입 후에 한 달이 지나면 염증과 흉터로 신호가 흐려져 장기 연구와 치료 목적 활용이 어려웠다.

연구팀은 딱딱한 실리콘 재료 대신 유연한 플라스틱인 폴리카보네이트를 활용해 잘 휘어지는 전극을 개발했다.

여기에 연구팀은 이 전극 표면에 물과 만나면 부풀어 올라 단백질과 세포가 달라붙지 못하게 하는 100나노미터(1㎚, 10억분의 1m) 두께 특수 코팅을 추가해 오염을 방지했다.

폴리카보네이트 기반 전극은 약물 전달도 가능하고, 코팅이 뇌척수액과 만나 부풀어 오르면 단백질과 면역세포 부착을 막아 염증과 흉터가 생기는 것을 막게 된다고 연구팀은 설명했다.

생쥐 실험에서 새 전극은 기존 전극보다 염증 반응을 60% 이상 줄이고 신경세포 생존율은 85% 높인 것으로 확인됐다.

또 뇌 신호의 선명도를 나타내는 신호 대 잡음비(SNR)도 시간이 지날수록 늘어 오랜 기간 뇌 신호 측정이 가능한 것을 입증했다고 연구팀은 밝혔다.

연구팀은 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)에 이 전극을 활용할 수 있을 뿐 아니라 코팅 기술은 심장 스텐트, 인공관절 등 다양한 이식형 의료기기에 쓰일 수 있을 것으로 기대했다.

성 선임연구원은 "기존 전극의 수명 문제를 근본적으로 개선해 장기간 안정적인 신경 신호 확보가 가능해졌다"고 말했다.

이번 연구결과는 지난 7월 16일 국제학술지 '바이오머티리얼즈'에 실렸다.