"체내서도 안 붓는다"…3D프린팅 하이드로겔 뇌 인터페이스

중국 연구진이 체내에서 팽창하지 않는 새로운 하이드로겔을 개발해 장기간 안정적인 뇌-기계 인터페이스(BCI) 등 생체이식 전자기기 상용화의 길을 열었다.

중국 생명과학 전문매체 바이오온에 따르면, 지난 7월 31일(현지시간) 웨스트레이크대학교 저우난자, 타오량, 야오위안 교수 공동 연구팀은 이 같은 내용을 담은 논문을 국제학술지 '네이처 머티리얼즈'에 게재했다.

하이드로겔 기반 생체전자소재는 높은 수분 함량과 조직과 유사한 유연성, 우수한 생체적합성 등으로 주목받아왔다. 하지만 기존 하이드로겔은 생체 내에서 부풀어 오르는 경향이 있어 구조적 안정성과 전기적 성능을 유지하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 '마이셀 자가 조립' 방식을 이용해 체내에서 팽창하지 않는 부드럽고 신축성 있는 하이드로겔을 개발했다. 이를 기반으로 3D 프린팅이 가능한 이상(biphasic) 전도성 하이드로겔 잉크를 만들어 생체이식용 전자기기를 제작하는 데 성공했다.

새로운 하이드로겔은 기존 소재보다 이물 반응을 현저히 줄였으며, 최대 4000S/cm의 높은 전도성과 1300%가 넘는 전기적 파괴 변형률을 보였다. 연구팀은 이 기술로 뇌-기계 인터페이스, 무선 광전자 장치, 좌골 신경 자극기 등을 제작해 쥐에 이식했으며, 수개월간 안정적이고 신뢰도 높은 작동을 확인했다.

이번 연구는 신경 재생, 심혈관 질환 치료, 통증 관리 등 다양한 분야에서 장기간 사용 가능한 생체이식 치료 기기 개발을 앞당길 것으로 기대된다.