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[IT뉴스]‘몸 이식된 전자기기 염증 완화’…GIST, 생체전극 개발

온카뱅크관리자

2024-07-02 10:00:07

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">이재영·태기융 신소재공학부 교수팀<br>고성능 생체 이식형 전극 개발</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="x6NAmgphKF">
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="yW7qfUEQbt" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="항산화능이 도입된 폴리피롤헤민-헤파린 전극의 모식도. ⓒ광주과학기술원" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202407/02/dailian/20240702100013628csoy.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="Qpqb87wMV3" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202407/02/dailian/20240702100013628csoy.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            항산화능이 도입된 폴리피롤헤민-헤파린 전극의 모식도. ⓒ광주과학기술원
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="W6NAmgphV1" dmcf-ptype="general">광주과학기술원(GIST)은 의료용 전자기기를 몸 안에 이식할 때 발생할 수 있는 염증성 반응을 효과적으로 완화하고, 장기간 안정성을 유지하는데 효과를 보이는 고성능 생체전극을 개발했다고 2일 밝혔다.</p>
          <p dmcf-pid="YxcEIj7vf5" dmcf-ptype="general">이재영·태기융 GIST 신소재공학부 교수 공동연구팀은 체내 이식형 생체전극에 항산화 물질을 도입해 이물면역반응을 효과적으로 감소시키는 기술을 개발했다.</p>
          <p dmcf-pid="GkyYtvMU2Z" dmcf-ptype="general">체내 이식형 생체전극은 건강 상태를 진단하고 질병을 치료하기 위해 심전도·뇌전도 등 생체 신호를 기록하거나 근육·신경 등에 전기적 자극을 가하는 의료용 전자소자의 핵심 부품이다.</p>
          <p dmcf-pid="Hl3pbtNfVX" dmcf-ptype="general">하지만 체내에 이식된 소재로 인해 필연적으로 발생하는 면역이물반응은 이식된 생체전극 주변에 두꺼운 상처조직을 형성해 전기 신호 전달을 방해하며 전극의 성능을 저해하는 가장 큰 요인으로 작용한다.</p>
          <p dmcf-pid="XJrsvDKGKH" dmcf-ptype="general">연구팀은 이식물 주변에 축적되는 산화 스트레스가 대식세포 염증성 반응을 촉발하는 주된 원인 중 하나라는 사실에 기반해 강력한 항산화능을 가지는 생체전극의 개발을 고안했다.</p>
          <p dmcf-pid="ZgClGO41BG" dmcf-ptype="general">헤모글로빈에서 유래된 강력한 항산화 물질인 헤민을 생체전극 소재에 도입했다. 하지만 헤민은 친수성이 낮아 그 자체로 활용하기 위해서는 수용액이 아닌 유기용매 기반의 공정이 필요하다. 한계를 극복하기 위해 연구팀은 친수성을 가지는 생체 고분자인 헤파린에 헤민을 화학적 결합으로 접합했다. 합성된 헤민-헤파린 접합체는 물에 쉽게 녹는 특성을 보여 전기전도성 고분자인 폴리피롤 박막에 도판트로 활용이 가능해졌다.</p>
          <p dmcf-pid="5LOCWmVZ9Y" dmcf-ptype="general">헤민-헤파린 접합체가 도입된 폴리피롤 생체전극은 체내 존재하는 항산화 효소인 카탈레이즈 및 슈퍼옥사이드 디스뮤테이즈와 같은 기작의 항산화 효능을 보였다.</p>
          <p dmcf-pid="1jSTZhP3BW" dmcf-ptype="general">대표적 활성산소종인 과산화수소와 초과산화물음이온을 효과적으로 제거했다. 또 폴리피롤/헤민-헤파린 전극 위에서 대식세포를 배양한 결과, 대식세포 내부 활성산소종의 양은 금 전극 대비 27%로 감소하고 그에 따른 염증성 사이토카인 생성이 9%로 감소했다.</p>
          <p dmcf-pid="tS0UKFj4qy" dmcf-ptype="general">개발된 생체전극을 마우스 실험모델의 피하에 이식한 결과, 대식세포가 염증성 표현형으로 분극한 비율은 금 전극 대비 80%로 감소했다.</p>
          <p dmcf-pid="3UPxn8TNKv" dmcf-ptype="general">전극 주변에 형성된 상처조직 두께가 53%로 줄었으며, 20일간 신호 민감도의 손실 없는 높은 신호 민감도를 유지하며 실시간 심전도 신호를 측정할 수 있었다.</p>
          <p dmcf-pid="0UPxn8TNbS" dmcf-ptype="general">이재영 교수는 “항산화능을 도입해 생체전극 성능 지속력을 개선함으로써 다양한 형태 이식형 전자의료기기에 적용 가능한 높은 범용성을 지닐 것으로 보인다”며 “향후 체내 안전성 및 안정성 강화를 위한 지속적 연구를 통해 실용화될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 데일리안. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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