연필심보다 작고 쌀 한 톨보다 가벼운 센서, 뇌에 삽입

2016.01.19 07:00
美 연구진, 뇌압 측정 이식형 센서 첫 개발…며칠 뒤 저절로 녹아 없어져
연구팀이 개발한 뇌 속 삽입형 압력 측정 센서는 연필 촉보다 크기가 작다. - 네이처 제공
연구팀이 개발한 뇌 속 삽입형 압력 측정 센서는 연필심보다 작다. - 미국 워싱턴의대 제공

 

단단한 두개골로 둘러싸인 뇌 속 상태를 실시간으로 관찰할 수 있는 길이 열렸다. 미국 연구진은 뇌 속 압력과 온도를 측정할 수 있는 이식형 무선센서를 개발했다.

 

존 로저스 미국 일리노이대 재료과학및공학과 교수팀은 워싱턴의대와 공동으로 뇌 속 상태를 관찰할 수 있는 센서를 개발했다고 과학저널 ‘네이처’ 18일 자 온라인판에 발표했다.

 

넘어지거나 부딪혀 머리에 충격을 받으면 보기에는 이상이 없어도 뇌압이 높아질 수 있다. 이런 문제로 미국에서만 해마다 5만 명이 목숨을 잃고 있지만 지금까지 외부 스캐너를 통해 뇌 속 상태를 유추할 뿐 정확하게 측정할 수 있는 장비가 없었다.

 

쥐의 뇌에 삽입한 모식도. 뇌 속 센서가 정보를 측정하면, 전선을 통해 두뇌 표면에 있는 무선전송기기 까지 전달된다. - 네이처 제공
쥐의 뇌에 센서를 삽입한 모식도. 센서에서 수집한 정보는 전선을 통해 뇌 표면에 있는 무선전송기로 전달된다. - 네이처 제공

연구팀은 생분해성 고분자를 이용해 연필심보다 크기가 작고 쌀 한 톨보다 가벼운 센서를 개발했다.

 

센서에는 머리카락의 10분의 1 정도 두께인 가느다란 전선이 달려있다. 이 전선은 두개골 바깥에 부착한 무선전송장치와 센서를 연결하는 역할을 한다. 센서로 측정한 뇌의 압력과 온도 데이터를 무선으로 실시간 전송할 수 있는 셈이다.

 

센서에 쓰인 모든 소재는 몸속에서 며칠 뒤면 저절로 녹아 흡수된다. 연구팀이 이 기기를 뇌 척수액과 비슷한 농도의 식염수에 담그고 관찰한 결과, 30시간이 지나자 형체가 흐물거리기 시작하는 것으로 나타났다.

 

또 이 센서를 실험쥐의 뇌에 삽입해 3일 동안 상태를 관찰할 수 있다는 사실도 확인했다. 지금까지 다른 체내 이식형 기기의 문제로 지적되던 염증도 발생하지 않았다. 센서를 꺼내기 위해 별도의 수술이 필요하지 않다는 것도 장점이다.

 

존 교수는 “뇌뿐 아니라 실시간 생리정보를 관측할 필요가 있는 모든 부위에 적용할 수 있다”며 “무선전송 장비까지 뇌 속에 삽입할 수 있도록 일체형 센서를 만드는 게 최종 목표”라고 말했다.

 

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