KAIST, 뇌질환 치료용 나노입자 프린팅 기술 개발

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국내 연구진이 뇌질환 환자의 신경세포 치료에 활용할 수 있는 미세입자를 프린팅하는 기술을 개발했다. 뇌전증을 비롯한 뇌질환 환자에게 정밀 광열 자극 치료를 하는 기반이 될 전망이다.

KAIST(총장 신성철)는 남윤기 바이오 및 뇌공학과 교수팀이 잉크젯 프린터로 작은 열 패턴을 찍어내, 나노 광열 신경자극에 활용하는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

나노입자 프리팅 기술로 구현한 광열 패턴의 모습
<나노입자 프리팅 기술로 구현한 광열 패턴의 모습>

나노 광열 신경자극은 금속 나노 입자에서 발생한 열로 신경세포의 활성을 제어하는 기술이다. 금속 나노입자가 특정 파장의 빛을 흡수해 열을 내는 '열-플라즈모닉 현상'을 이용하는데, 기존에는 선택한 공간에만 정확하게 자극을 가하는 것이 어려웠다. 나노입자가 쉽게 분산하는 성질을 가지기 때문이다.

연구팀은 잉크젯 프린팅 기술로 나노입자 패턴을 생성, 필요한 부분에만 광열자극을 가하는 기술을 개발했다. 정밀 잉크젯 프린팅, 고분자전해질 적층 코팅법을 활용했다.

정밀 잉크젯 프린팅은 수십 마이크로미터(㎛) 크기의 나노입자 패턴을 만들 수 있다. 고분자전해질 적층 코팅법은 나노 입자를 원하는 곳에 자리하도록 돕는다. 양전자를 띤 고분자 층 위에 음전하를 띤 잉크를 분사해 이들이 잘 결합하게 한다.

연구팀은 이 기술로 금 나노막대 입자를 수 십㎛ 크기로 인쇄하는데 성공했다. ㎝ 단위의 나노입자 패턴 구현에도 성공했다. 또 나노입자로 뇌신경세포의 활동을 억제하는 실험에도 성공했다.

남윤기 KAIST 바이오 및 뇌공학과 교수(왼쪽)와 강홍기 박사
<남윤기 KAIST 바이오 및 뇌공학과 교수(왼쪽)와 강홍기 박사>

연구팀은 이 기술을 유연 기판에도 적용할 수 있다고 설명했다. 체내 이식용 뇌질환 치료 장치, 웨어러블 의료 장치에 응용할 수 있다.

남 교수는 “쉬운 인쇄로 원하는 형태의 열을 전달할 수 있는 기술을 개발했다”면서 “빛과 열을 이용한 다양한 인터페이스를 제작하거나 새로운 위조 방지 기술에 적용할 수 있다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com