DGIST, 무선 신경 인터페이스 개발…난치성 뇌질환 치료 새 길 열다

대구경북과학기술원(DGIST) 로봇및기계전자공학과 장경인 교수 연구팀이 뇌 깊은 부위까지 약물을 정밀하게 전달할 수 있는 뇌 삽입형 무선 신경 인터페이스를 개발했다. 이번 연구 성과는 난치성 뇌질환 치료의 새로운 돌파구로 주목받고 있다.연구팀이 개발한 장치는 유연한 소재 기반의 마이크로펌프와 미세 채널 구조를 적용해 외부 장비 없이도 원하는 시점과 위치에 정확히 약물을 전달할 수 있다.특히 장치는 인간의 위장 연동운동을 모사한 펌프 구조와 경사진 노즐-디퓨저 채널을 도입, 약물이 역류 없이 일정한 속도로 전달되도록 설계됐다. 또한 무선 제어 모듈을 통해 약물 주입 속도와 용량을 실시간으로 조절할 수 있어 기존 장치 대비 활용성이 크게 향상됐다.뇌 질환 치료의 가장 큰 장애물은 혈뇌장벽(BBB)이다. 혈뇌장벽은 세균과 독성물질로부터 뇌를 보호하는 방어막 역할을 하지만, 동시에 대부분의 약물이 뇌 속으로 침투하는 것을 막는다.기존 약물 주입 방식은 외부 펌프와 관을 사용해야 해 환자의 움직임을 제한하고, 장기간 사용이 어렵다는 한계가 있었다. 장 교수팀의 연구 성과는 이러한 문제를 해결하며, 파킨슨병, 간질 등 난치성 뇌질환 치료에 새로운 가능성을 열었다.연구팀은 뇌 조직을 모사한 아가로스 젤 기반 모사체를 활용해 실험을 진행했다. 그 결과 약물이 역류 없이 일정한 속도로 정확히 전달되는 것이 확인됐다.또 무선 신호를 통해 주입 속도와 용량을 자유롭게 제어할 수 있었으며, 모든 구성 요소가 부드러운 소재로 제작돼 뇌 조직과 안정적으로 적합하는 것도 입증됐다.이번에 개발된 무선 신경 인터페이스는 약물 전달뿐만 아니라 전극·센서와 결합해 뇌 신호를 실시간 모니터링하고, 필요한 순간 자동으로 약물을 투여하는 맞춤형 치료 시스템으로 발전할 수 있다.장 교수는 “이번 연구를 통해 뇌 깊은 부위까지 무선으로 정밀 약물 전달이 가능해졌다”며 “향후 임상 적용을 위해 장기적 안정성을 검증하고, 다양한 신경질환 치료 플랫폼으로 확장해 나가겠다”고 밝혔다.이번 연구는 산업통상자원부 산업기술 알키미스트 프로젝트와 과학기술정보통신부 나노 및 소재기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘npj Flexible Electronics’ 8월호에 게재됐다.