한국과학기술원(KAIST)은 바이오및뇌공학과 강승균 교수와 미국 노스웨스턴대학 구자현 박사 공동 연구팀이 말초신경을 전기치료하고서 몸에서 스스로 분해돼 사라지는 전자약을 개발했다고 21일 밝혔다.
전자약은 체내 장기·조직·신경 등을 전기 신호로 자극해 세포 활성도를 높이는 원리를 이용한다. 재생속도를 높이고 생체반응이 활발히 이뤄지도록 해 치료하는 방식이다.
전자약을 통해 손상된 신경을 전기자극하면 신경 세포가 활성화하고 재생이 빨라져 치료 효과를 극대화할 수 있다. 그러나 처치가 복잡하고 2차 손상 위험성이 큰 탓에 그간 신경치료에 직접 활용하지는 못했다.
머리카락처럼 얇은 신경에 전선을 감쌌다가 다시 제거하는 과정 자체가 매우 어렵고, 자칫하면 제거 과정에서 다시 신경 손상을 야기할 수 있다는 뜻이다. 아울러 장기적인 전기 치료가 필요한 경우에는 매번 수술을 반복해야 하는 한계도 있었다.
연구팀은 초박막형 실리콘과 유연한 생분해성 고분자로 전자약을 만들어 문제를 해결했다. 전자소자를 비롯한 모든 구성 요소가 생분해성 물질로 돼 있다.
일주일 정도의 자극 치료를 마치면 수개월 안에 몸 안에서 분해돼 재흡수되거나 배출되는 물질로 설계했다.
그 덕분에 별도의 제거 수술이 필요 없다.
두께는 300㎛(마이크로미터) 수준이다. 작동은 무선으로 할 수 있다.
연구팀은 말초신경 치료와 더불어 외상성 뇌 손상이나 척추손상 등 중추신경 재활에 기술을 응용할 수 있을 것으로 보고 있다.
강승균 교수는 "부정맥 치료 같은 단기 심장 박동기에도 적용이 가능하리라 본다"며 "생분해성 전자소자 시장에서 우리나라가 중추적인 역할을 하는 데 도움이 되길 바란다"고 말했다.
연구는 한국연구재단 신진연구자 지원사업 지원을 받아 수행했다.
성과를 담은 논문은 국제학술지 '네이처 매디슨'(Nature Medicine) 8일 자 온라인판에 실렸다.
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