‘돌연사 주범’ 부정맥 실시간 진단·치료 전자 패치 개발

기초과학연 나노의학연구단 "심장 표면에 부착…미세 전기 자극"

기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단 박장웅 연구위원 연구팀은 부정맥을 실시간 감지해 미세 전기 자극으로 심장 박동을 정상화하는 ‘심장 부착형 전자 패치 기술’을 개발했다고 15일 밝혔다.

연구팀은 대표적인 심장 진단 방식인 심전도가 아닌 심장이 수축·이완하는 물리적 운동을 직접 감지할 수 있는 반도체 기반의 압력센서를 개발했다.

이 센서는 심장 표면에 부착될 정도로 얇은 패치 형태로, 고해상도 압력센서가 분포돼 있어 심장 표면 압력 분포를 실시간 감지할 수 있다.

부정맥을 감지하면 심장에 전기 자극을 가하도록 표면적이 넓은 나노구조 전극을 결합했다.

즉, 하나의 패치로 심장의 압력 감지, 미세 전기 자극을 동시 수행할 수 있다.

압력센서는 몸속 내부 또는 외부에서 가해지는 전기적 신호에 간섭을 받지 않아서 압력 감지 기능과 전기 자극 기능을 동시에 수행할 수 있다.

연구팀은 부정맥을 유발한 실험용 토끼의 심장 표면에 자동으로 미세 전기 자극을 가해 심장 박동을 정상화하는 데 성공했다.

전자 패치를 심장 표면에 장기간 안정적으로 고정하기 위해 홍합의 접착 능력을 모방해 생체 접합성이 우수한 하이드로젤 접착제도 개발했다.

이 접착제가 코팅된 전자 패치는 실험 토끼의 심장 표면에 부착된 지 10주가 지나도 안정적으로 기능했다고 연구팀은 설명했다.

박장웅 연구위원은 “심장 부착형 전자 패치 기술은 기존 이식형 제세동기 기술의 한계를 극복하고 새로운 심장 질환 진단·치료 전자장치에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

연구 결과는 국제학술지인 ‘사이언스 어드밴시스'(Science Advances)에 이날 온라인 게재됐다.

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