KAIST 뇌질환 치료용 나노입자 프린팅 기술 개발

기술을 통해 제작한 사례들

강홍기 박사, 남윤기 교수

잉크젯 프린팅으로 마이크로미터 수준의 열 패턴을 찍어내고, 원격으로 신경세포의 전기적 활성을 제어할 수 있는 기술이 개발됐다.

선택적 나노 광열 신경자극이라 할 수 있는 이 기술은 잉크젯 프린팅 기술과 나노입자 기술을 융합한 것으로 뇌전증 등의 뇌질환 환자에게 맞춤형 정밀 광열 자극을 도입할 수 있는 기반기술로 기대감을 모으고 있다.

KAIST 바이오·뇌공학과 남윤기 교수 연구팀은 지난 4년간 연구를 통해 나노 광열 효과에 의한 신경세포 활성 억제 현상을 발견했다. 이를 이용해 뇌전증 등 뇌질환에서 발생하는 신경세포의 비정상적 활동을 조절하기 위한 기술을 연구했다.

연구팀은 기존의 나노 광열자극 기술이 갖는 공간적인 선택성의 한계와 해상도의 제약을 극복하기 위해 잉크젯 프린팅 기술을 이용한 나노 입자의 미세 패턴 작업을 통해 나노 광열자극 기술을 선택적인 부분에만 가할 수 있는 기술을 개발했다.

또 이 기술로 배양된 뇌신경세포의 활동을 선택적, 일시적으로 빛 조사를 통해 억제할 수 있음도 실험을 통해 확인했다. 얇고 유연한 기판에도 적용 가능해 체내 이식용 뇌질환 치료 장치나 웨어러블 의료 장치에 응용 가능할 것으로 기대된다.

남윤기 교수는 “원하는 형태의 열 모양을 손쉽게 어디든지 인쇄할 수 있다는 점에서 공학적으로 폭넓게 활용이 가능하다. 바이오공학 분야에서 생체기능 조절을 위해 빛과 열을 이용한 다양한 인터페이스 제작에 적용할 수 있고 새로운 위조 방지 기술에도 적용 가능할 것”이라고 말했다.
이해미 기자