스티커처럼 말초신경에 간단 이식…국내 연구진, 적응형 인공전자신경외피 개발
스티커처럼 말초신경에 간단 이식…국내 연구진, 적응형 인공전자신경외피 개발 손동희 성균관대 전자전기컴퓨터공학과 교수 연구팀-KIST 공동연구진 말초신경 압박 없이 장기간 안전 사용 가능 손동희 성균관대 전자전기컴퓨터공학과 교수/성균관대 제공 성균관대(총장 신동렬)는 손동희 전자전기컴퓨터공학과 교수 연구팀이 한국과학기술연구원(이하 KIST, 원장 윤석진)의 바이오메디컬융합연구본부 이효진 박사, 윤인찬 본부장, 송강일 박사, 서현선 연구원과의 공동연구를 통해, 자가결합 가능한 신축성 소재 기반의 적응형 인공전자신경외피(Adaptive Self-healing Electronic Epineurium)를 개발했다고 24일 밝혔다. 쥐의 좌골신경에 이식된 적응형 인공전자신경외피/성균관대 제공 성균관대-KIST 공동연구진은 생체적합성이 우수한 자가치유 소재 기반의 신축성 기판 및 전극을 이용해 인공전자신경외피가 말초신경에 스티커처럼 매우 쉽고 빠르게 고정될 수 있도록 했다. 이로 인해 수술시간이 대폭 감소 될 뿐 아니라 후유증도 줄어들게 했다(그림 2, 왼쪽 상단). 또한, 인공전자신경외피의 동적응력완화(Dynamic Stress Relaxation) 특성은 장기간의 말초신경 압박 없이 안전하게 감각 신경 신호 측정과 운동 신경 유발이 가능하다. 인공전자신경외피의 말초신경 부착 및 신경 압박 제거 원리/성균관대 제공 적응형 인공전자신경외피를 쥐의 좌골신경에 이식한 후, 6주 동안 외부의 기계적 자극을 달리해 기계적 자극의 수용기를 통해 감각신호의 세기를 성공적으로 구분할 수 있었다. 또한, 말초신경에 이식한 7주 후에 전기자극을 하여 안정적으로 운동 신경 유발을 했다. 이러한 감각신호 수집 및 자극은 14주까지 가능했고, 전기자극은 최대 32주까지 가능했다. 특히 양방향 신경 신호 수집 및 전기자극 기능은 쥐가 마취가 깬 이후에도 안정적으로 유지됐다. 성균관대-KIST 공동연구진에서 개발한 이번 적응형 인공전자신경외피는 절단된 신경계를 인공적으로 연결하는 신경-대-신경 인터페이스로도 활용될 수 있음을 입증했다. 이러한 연구결과는 차세대 인공 신경보철 장치 개발 및 신경계 질환 재활 연구에 큰 혁신이 될 전망이다.본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 한국연구재단기초연구사업, 정보통신기획평가원 정보통신·방송 기술개발사업, KIST 주요사업으로 수행됐다. 이 연구결과는 권위 있는 국제 학술지인 네이쳐 커뮤니케이션 (Nature Communications, IF: 12.121)지에 지난 21일 논문으로 게재됐다. 손동희 교수는 "이번 연구 성과는 기존의 신경 보철 분야의 한계를 극복 할 수 있는 새로운 패러다임의 신경인터페이스를 개발한 것으로, 사람의 신경계의 재활을 위한 스마트 전자약 구현 가능성을 열었다"면서"향후 로봇이나 보철용 인공 신경계 네트위킹 기술의 초석이 될 것으로 기대된다"고 연구 의의를 설명했다.
