전자약(electroceutical)

▲ KAIST, 염증 없이 체내외 반응 측정 ‘전자 신소재’ 개발 ▲

지난 5월 4일 한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 강지형 교수와 바이오및뇌공학과 박성준 교수 공동연구팀이 기존에 없었던 고전도성, 유사 조직 접착성 하이드로겔이란 신소재를 개발해 고성능 생체전자 기기를 구현했다고 밝혔다.

생체전자 의료기기는 체내에서 발생하는 신호를 읽어 생물학적 활동을 감지하거나 조직을 자극해 질병 등을 치료하는 데 사용된다. 하지만 의료기기에 사용되는 전극 물질은 딱딱한 물성을 가지고 있어 체내에 염증반응을 일으키고 조직에 다량의 손상으로 이어질 수 있다.

대부분 전기 전도도가 높을수록 전도성 도메인들의 결정성이 높아지는 원리에 의해 전도성이 높은 하이드로겔은 딱딱해지고, 부드러운 하이드로겔은 전도성이 낮을 수밖에 없다는 한계를 가진다. 이에 따라 전도성 고분자를 사용하는 하이드로겔 중 전기 전도도가 높으면서 부드러운 물성을 가진 하이드로겔은 지금까지 보고된 바 없었다.

이에 연구팀은 기존에 없었던 고전도성, 유사 조직 물성 하이드로겔을 개발했다. 이 하이드로겔은 보고된 전도성 고분자 하이드로겔 중 가장 높은 전기 전도도를 띄며, 조직과 비슷한 물성을 갖는다. 또 지속적인 움직임과 팽창, 수축이 있는 심장, 위와 같은 조직에서 안정적으로 기기가 작동하기 위해 필수조건인 조직에 쉽게 접착되는 장점이 있다.

강지형 교수는 “이번 연구는 고전도성을 갖고 생체조직과 유사한 기계적 물성을 갖는 하이드로겔 개발을 위한 합성 방향을 새롭게 제시했다는 점에서 의미가 있다”며 “이번에 개발된 전도성 하이드로겔은 급속도로 성장하고 있는 전자약 시장에 게임 체인저가 될 것으로 기대된다”고 말했다.

 

■ 전자약(electroceutical)

 

전자약은 전류를 인체에 직접 자극해 치료 효과를 얻는 데 목적을 둔 의료기기이다. 지난 2013년 글로벌 제약회사 글락소스미스클라인(GSK)이 전기 신호로 인체를 자극해 질환을 치료하는 전자기기를 ‘전자(electronic)’와 ‘약(phamaceutical)’ 의 합성인 전자악의 개념으로 소개했다. 전자약은 미국 식품의약국(FDA) 분류기준상 신경자극 기반 의료기기로 분류된다.

전자약은 치료가 필요한 신경을 직접 자극해 약물처럼 혈관을 타고 몸을 돌지 않아 부작용 위험이 의약품보다 덜 하며, 먹거나 마시지 않아 다른 의약품, 음식물 섭취 능력과 관계없이 사용할 수 있다는 것도 강정이다. 글로벌 시장조사 전문기관 Market&Market 발표에 따르면 2021년 전 세계 전자약 시장 규모는 168억9000만 달러(약 23조원)이며, 연평균 성장률은 5%로 전망된다.

-애드윌 시사상식 2023.06-