인체 이식용 전자의료기기 안정성 높인 전자소자 개발

고온고압 멸균처리 후에도 안정적 작동

고성능, 고안정성을 지닌 플라스틱 논리소자 및 결정화된 전도성고분자의 세부구조 및 미래 인체친화형 헬스케어 기기의 모식도.

국내 연구진이 인체 이식용 전자의료기기의 성능과 안정성을 높이는 전자소재를 개발했다.

한국연구재단에 따르면 광주과학기술원 윤명한·이광희 교수 연구팀은 고온고압의 멸균처리 후에도 체내에서 장시간 안정적으로 작동하는 고성능 플라스틱 전해질 전자소자를 개발했다.

유기생체전자소자는 기존의 무기물 및 탄소 기반 소자보다 우수한 생체신호 감지능력, 기계적 유연성, 생체적합성과 낮은 공정비용 등의 특성에 따라 차세대 인체 이식용 전자의료기기의 핵심기술로 주목받고 있다. 그러나 인체 내 장시간 사용 시 필요한 체내 구동 안정성과 고온고압 멸균처리 중 발생하는 변성이 약점으로 지적돼 왔다.

이 한계를 극복하기 위해 연구팀은 계면활성제와 가교제 등 첨가제를 추가하는 기존의 개선방식 대신 근본적인 재료공학적 접근법을 통해 높은 성능과 안정성의 동시 확보를 시도했다.

연구팀은 유기생체전자소자 개발 분야에서 가장 대표적인 물질인 전도성 고분자의 미세구조를 분석해 첨가제 없이 활성층 고분자 물질의 고결정성 분자 재배열 유도만으로 전해질 트랜지스터의 소자 성능과 수용액상 안정성이 극대화한다는 사실을 규명했다.

또 이 같은 고결정성 고분자의 안정성에 따라 플라스틱 전자소재를 이용한 생체전자소자가 생체 이식형 의료기기의 미생물 멸균 과정에서 주로 쓰이는 고온고압의 오토클레이브 처리 이후에도 고성능 고안정성을 유지할 수 있다는 점도 확인했다.

윤명한 교수는 “생체전자소자가 개발을 위해 필수적인 전도성 고분자 물질의 성능 향상과 용액 안정성을 비교적 간단한 용역매개 결정화법을 통해 확보한 것”이라며 “향후 생체전자소자 상용화와 사물 인터넷 기반의 유연 광센서나 수계 유기전극 기반 촉매 개발에도 기여할 수 있을 것”이라고 설명했다.
이해미 기자 ham7239@