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살아있는 동물에서 저절로 전극이 만들어졌다

heojohn 2023. 2. 26. 01:08

2023.02.24 16:08

 

스웨덴 린셰핑대 연구진

살아있는 제브라피쉬의 꼬리 지느러미에서 형성된 전도성 고분자(파란색). 제노폰 스트라코사스 스웨덴 린셰핑대 수석연구원 제공

스웨덴 연구진이 젤 형태의 화합물을 살아있는 제브라피시(Danio rerio)와 포유류 체내에 주입해 스스로 전극을 형성하는 데 성공하고 연구결과를 국제학술지 '사이언스'에 23일(현지시간) 공개했다. 동물의 체내 화학작용을 활용해 화합물이 전극으로 변환되는 원리다. 뇌 심부 자극 기술을 개선하거나 손상된 신경을 복원하는 데 도움이 될 전망이다.

 

마그누스 베르그렌 스웨덴 린셰핑대 재료과학과 교수와 제노폰 스트라코사스 스웨덴 린셰핑대 수석연구원 연구팀은 실제 살아있는 제브라피시의 뇌, 심장, 지느러미 조직에서 조직 손상의 징후 없이 폴리머 전극을 생성하는 데 성공했다.

 

신체에 이식하는 전자 장치나 회로는 뇌 자극이나 심장 질환 치료 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 섬세한 생체 조직과 호환되지 않는 단단한 전자 기판을 사용하다보니 신체에 부상과 염증을 유발할 가능성이 있다. 고정된 고체 상태의 전자 재료와 동적이며 부드러운 생물학적 조직 사이 비호환성을 극복하는 것은 어려운 일로 여겨졌다. 

 

연구팀은 효소와 전도성 폴리머가 혼합된 젤 형태의 화합물을 개발했다. 이 화합물은 살아있는 조직에 주입되면 산화환원 효소가 촉매 역할을 해 체내 대사산물인 포도당, 젖산염과 반응해 부드러우면서도 단단한 생체 적합 물질로 바뀐다. 효소에 의한 가교결합이 기존의 부서지기 쉬운 전도성 물질을 안정적인 구조로 바꾼 것이다. 

 

연구팀은 실제 살아있는 제브라피시의 뇌, 심장, 지느러미 조직에서 조직 손상의 징후 없이 폴리머 전극을 생성하는 데 성공했다. 거머리의 신경 조직과 닭, 돼지, 소 등 포유류 근육 조직에서도 입증했다. 

 

사히카 이날 사우디아라비아 킹 압둘라 과학기술대 교수는 연구 성과에 대해 "개발된 폴리머는 신체가 자연적으로 생성하는 대사물질과 반응해 유기체를 유전적으로 변형할 필요가 없게 한다"며 "신체 조직에 미치는 피해를 최소화 해 생물과 비생물간 상호작용이 필요한 연구 발전에 기여할 것으로 기대된다"고 밝혔다. 


 

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  • 윤영혜 기자

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