심장 박동을 유지하기 위한 보조장치, 일명 ‘페이스메이커’ 이식 수술을 받는 사람들이 있다. 그러나 크기가 크고 배터리 수명도 수년 정도에 불과해 자주 재수술을 받아야 하는 등 인체에 적잖은 부담이 돼 왔다.

국내 연구진이 전력 소모가 적고 부피도 작은 심장보조장치를 개발할 수 있는 새로운 소재를 개발했다. 광주과학기술원(광주과기원) 윤명한·이광희 교수 공동연구팀은 심장 조직과 상호작용이 가능한 전도성 고분자 기반의 고성능, 고안정성 생체전극을 개발했다고 17일 밝혔다.

사람의 신경은 미약한 전기로 신호를 주고 받는다. 이 때문에 신경계를 효과적으로 자극하면 각종 신경질환 증상을 조절할 수 있다. 심장을 조절하는 신경계를 보조하기 위해 페이스메이커를 이식하는 것도 같은 원리다.

이런 신경자극 장치를 작은 전극 등으로 만들 수 있는 ‘유기생체전극’ 기술을 각국에서 연구 중이지만, 구부러지거나 휘어지는 소재를 써서 넓게 만드는 일이 쉽지 않았다. 광주과기원 연구진은 연구진은 ‘용액매개결정화법’이라는 신기술을 도입해 이같은 소재를 개발했다.

기존 유기생체전극 개발 과정에서 문제로 꼽히던 취약한 물질 안정성을 확보하고, 기존 전극보다 성능을 획기적으로 향상시키는데도 성공해 고성능 유기생체전자소자( Organic Bioelectronics ) 개발을 위한 재료공학적 접근법을 새롭게 제시했다. 실험 결과 생체전극의 전체적 성능은 물론 부식방지 기능도 높아졌다. 세포와 함께 섞어 배양실험을 한 결과, 높은 생체친화성을 보인다는 사실 역시 확인했다.

연구진은 이 기술을 이용하면 페이스메이커를 비롯해 다양한 신경질환 치료에 쓰이는 이식장치, 일명 ‘신경보철’ 성능을 크게 높일 수 있을 것으로 기대했다. 윤 교수는 “유기생체전자소자는 차세대 의공학기기 개발에 있어서 가장 유망한 소재로 인정받고 있다”며 “이번 연구를 통해 심장, 신경의 자극 및 신호획득 플랫폼의 설계에 활발히 응용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이 연구는 학술지 네이처 네이처( Nature ) 자매지인 ‘ NPG 아시아 머티리얼스( NPG Asia Materials )’ 4월 16일자 온라인 판에 게재됐다.

[전승민 기자 enhanced @ donga . com ]