생체조직에 맞게 조정 가능해 최적의 성능 보여
(서울=내외방송) 우리 몸 속에서 신호를 관찰하는 의료기기가 딱딱하고 각진 모양이라면 생체조직에 상처를 낼 지도 모른다.
하지만, 부드럽고 말랑말랑한 소재라면 이야기가 다르다.
강지형 KAIST 신소재공학과 교수와 박성준 바이오및뇌공학과 교수 공동연구팀이 최근 기존에 없었던 고전도성(전기가 잘 통하는 성질), 유사 조직(조직과 비슷한 성질을 띰) 접착성 하이드로겔(물을 함유한 젤) 신소재를 개발해 고성능 생체전자기기를 구현했다.
우리 몸에서 생체신호를 탐지하려면 삽입되는 의료기기에 전극 물질이 필요하다.
전극 물질은 딱딱한 성질이 있기 때문에 체내 염증반응을 일으킬 위험이 있다.
연구팀은 지금까지 세상에는 없었던 고전도성과 유사 조직 물성을 띠는 하이드로겔을 고안해냈다.
이 하이드로겔은 전도성 고분자(전기를 띠는 분자량이 큰 분자) 하이드로겔 중 가장 높은 전기 전도도를 띨 뿐만 아니라 생체조직과 비슷한 성질이다.
특히, 심장처럼 계속 움직이는 조직에서도 안정적으로 기기가 작동할 수 있도록 접착성도 우수하다.
연구팀은 '고분자 주형 네트워크'를 도입했다.
이 네트워크는 각 생체조직에 맞게 형태를 맞출 수 있도록 그물 구조로 돼 있으며 기존 기술보다 100배 더 높은 전기 전도도를 보였다.
이 원리를 활용해 다양한 고성능 생체전자기기를 제작한 결과 매우 낮은 전압에서도 다리 근육 움직임을 성공적으로 유도할 수 있었고, 심전도도 잡음이 매우 적으면서도 정확하게 측정할 수 있었다.
강 교수는 "이번에 개발된 전도성 하이드로겔은 급속도로 성장하고 있는 전자약 시장에 게임 체인저가 될 것으로 기대한다"고 말했다.
정주은 신소재공학과 박사과정과 성창훈 바이오및뇌공학과 박사과정이 공동 제1저자로 참여한 이 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지인 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 최근 게재됐다(논문명: Highly conductive tissue-like hydrogel interface through template-directed assembly).
