아주대병원 재활의학과 현정근 교수팀이 체내에서 자연스럽게 분해되는 무선 전자약을 개발했다. 이 장치는 배터리나 외부 전선 없이 무선으로 신경을 자극해 손상된 신경 회복을 돕는 특징을 가졌다. 

아주대병원 재활의학과 현정근 교수는 서울대학교 재료공학부 강승균 교수팀과의 공동연구를 통해 3D 프린팅 기술을 활용, 체내 분해형 무선 전자약을 제작하고 동물실험에서 기능 회복 효과를 확인했다고 29일 밝혔다. 

전기자극으로 손상 신경 재생을 유도하는 삽입형 전자약 연구는 활발히 진행돼 왔으나, 기존 장치는 치료 후 제거 수술이 필요하거나 생분해성 장치의 제조 공정이 복잡해 환자별 신경 형태에 맞추기 어려웠다.

연구팀은 이를 해결하고자 전도체, 반도체, 절연체, 보호층을 포함한 생분해성 전자 잉크를 개발해냈다. 여기에 멀티 매직 소재 출력이 가능한 3D 프린팅 기술을 적용해 무선 전력 수신부와 반도체 소자, 자극 전극을 신경을 감싸는 입체 구조물 내 통합했다.

이 전자약은 체외에서 무선으로 전력을 공급받아 작동하므로 별도 체내 배터리나 피부 밖으로 노출되는 전선이 필요 없다. 또한 3D 설계 기반으로 크기와 형태를 조절할 수 있어 환자 개별 신경 구조에 맞춘 제작이 가능하다.

소동물 실험을 통해 무선 자극에 따른 근육 반응을 확인했으며, 말초신경 손상 후 1시간의 전기자극을 시행한 뒤 8주 시점에서 기능이 회복되는 것을 관찰했다. 대동물 실험에서도 신경을 감싸는 장치를 이식해 무선 신경 반응을 유도해냈다.

장치의 분해 양상과 생체적합성 평가 결과, 동물실험에서 주요 혈액검사 이상 반응은 나타나지 않았다. 모든 구성 소재가 체내에서 분해되도록 설계돼 향후 제거 수술 부담과 장기간 잔류 우려를 덜어낼 전망이다.

아울러 조직 재생용 지지체 내부에 무선 압력센서를 함께 출력해 압력 변화를 감지하는 기능도 구현했다. 단순 치료를 넘어 조직 상태를 모니터링하는 맞춤형 진단·치료 장치로의 확장 가능성도 열어뒀다. 다만 현재는 동물실험 단계로 실제 임상 적용을 위해서는 추가 검증이 요구된다.

현정근 교수는 “이번 연구가 신경손상 환자 신경 크기와 형태에 맞춘 무선 전자약을 구현하고 치료 후 체내 분해를 유도해서 기존 삽입형장치 한계를 보완할 가능성을 제시했다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼스에 지난 9월 15일 온라인 게재됐다.