의료용 고무와 유기 반도체의 결합을 통해 체내 삽입이 가능한 생체친화적 신축성 반도체가 개발됐다.
한국연구재단은 오진영 경희대 교수 연구팀과 방석호 성균관대 교수 연구팀이 의료용 고무와 유기 고분자 반도체 나노섬유를 가황 공정으로 융합해 생체친화적 신축성 반도체와 임플란트형 유기 전계효과 트랜지스터를 개발했다고 3일 밝혔다.
개발된 반도체는 의료용 등급 탄성체를 적용해 국제 기준 생체적합성을 충족하고, 체내 조직과의 기계적 불일치를 최소화했다. 또 은-금(Ag-Au) 이중 금속 전극을 도입해 체액 환경에서 부식 없이 안정 동작이 가능하게 했다.
연구팀은 해당 반도체를 기반으로 트랜지스터를 제작하고, 전자기기 기본 구성 요소인 논리회로와 능동 매트릭스 어레이를 구현했으며, 섭씨 37도 체액 환경에서 안정성도 입증했다.
체외 세포 실험에서는 사람 진피섬유아세포 생존율·이동성·유전자 발현과 대식세포 염증반응에 부정적 영향이 없음을 확인했다.
체내 동물 실험에서는 생쥐 피하 이식 30일 후에도 염증, 조직 손상, 과도한 섬유막 형성이 나타나지 않았고, 삽입된 소자의 성능도 유지됐다.
오진영 교수는 “이번 연구는 반도체 소자 신축성과 생체안정성을 동시에 확보함으로써 장기 체내 전자기기 상용화를 앞당길 결정적 전환점”이라며 “현재 진단·치료용 생체 삽입형 전자기기를 넘어 스마트폰 이후 차세대 전자기기 폼팩터로 발전할 잠재력이 크다”라고 말했다.
이번 연구성과는 국제학술지 '네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)'에 지난 2일 게재됐다.
이인희 기자 leeih@etnews.com
