KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 이수현 뇌과학연구소 바이오마이크로시스템연구단 박사팀이 권일근 경희대 치과재료학교실 교수팀, 도선희 건국대 수의과대학 교수팀과 공동 연구를 통해 다공성 나노섬유구조체 표면에 은 나노 입자를 전사한 신경전극을 개발했다고 6일 밝혔다. 

최근 중추신경계와 말초신경계에서의 신경치료는 생체 신경 신호의 측정 및 자극이 가능한 이식형 신경 전극을 삽입하는 치료방법이 주목받고 있다. 주로 척추 손상 환자의 재활과 치료, 시신경 자극을 통한 인공 시각 구성, 정신적 질환의 치료를 위한 뇌 심부 자극술 등의 치료와 재활에 활용된다. 

그러나 기존 이식형 신경 전극은 실리콘이나 고분자 필름을 하부구조로 제작해 물질 투과성이 낮고, 체내에 이식이 된 후에 신경에 충분한 영양소와 산소공급이 힘든 단점이 있다. 

또 신경 조직에 비해 상대적으로 기계적 강도가 높아 이식부위에 기계적 부조화에 의한 상처가 발생하기 쉬우며 체내에서 이물반응에 의한 염증으로 신경전극이 주변 조직과 차단돼 장기간 신경신호 검출이 어려운 한계가 있다. 

연구팀은 기존 신경전극에 비해 월등히 향상된 유연성과 투과성을 갖기 위해 나노섬유(Polyimide)를 이용해 신경전극의 하부구조를 만들었다. 또 그 위에 은 나노입자를 잉크젯 프린팅 방식으로 전사(Patterning)했다. 전사된 은 나노입자 위에 전기적인 성능 개선을 위해 전도성 고분자를 증착했다. 

새로 개발한 전극을 실험한 결과 전기적 신호 감도가 뛰어나고 동시에 장기간 안정적인 신경 신호 기록이 가능함을 확인했다고 연구팀은 설명했다. 

이수현 박사는 "개발된 신경전극은 장기간에 걸친 뛰어난 생체적합성을 검증받아 중추 및 말초신경계 손상의 신경계 장애인을 치료할 수 있는 안정적인 신경신호 검출과 기록이 가능하다"며 "각종 체내 삽입형 소자의 생체적합성을 향상시키느데 적용할 수 있다"고 말했다. 

이번 연구결과는 미국화학학회에서 발간하는 나노 분야 국제학술지 'ACS NANO'에 지난 14일 온라인판에 실렸다.