체액으로 작동하는 생체삽입형 전지 개발

[아이뉴스24 민혜정기자] 미래창조과학부는 혈액, 림프액 등 인체의 체액을 통해 에너지를 저장할 수 있고 외장재 없이 반영구적으로 사용가능한 생체 이식형 전지를 개발했다고 12일 발표했다.

노광철 박사 연구팀 (한국세라믹기술원)과 허윤석 교수 연구팀(인하대)은 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구) 지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구는 세계적인 학술지 나노 에너지(Nano Energy) 2월13일자에 게재됐다.

고령화, 만성 질환 환자 증가로 인해 심박 조율기, 삽입형 심장 박동 모니터기, 척추 신경 자극기 등 인체 기관을 보조하거나 모니터링할 수 있는 체내 삽입형 의료장치에 대한 관심이 높아지고 있다.

생체 친화적인 물질로 만들어진 전극을 직접적으로 체내에 삽입하고, 인체의 체액 속에 존재하는 나트륨, 칼륨, 칼슘, 염소 이온 등이 전극에 흡·탈착함으로써 작동하는 반영구적인 생체 이식형 슈퍼커패시터가 개발됐다.

생쥐를 통한 실험 결과, 세포독성이 없고 생체적합성이 우수하게 나타났다. 충전과 방전도 안정적으로 이뤄졌다.

이번 연구는 생체 친화적인 소재를 사용하고 실제 쥐에 이식해 체액으로 전지가 안정적으로 구동되는 것을 검증했다는 부분에서 의의가 있다.

전극을 생체 친화적 소재로 만들었기 때문에 세포독성이 없고 생체적합성이 우수하게 나타났다. 이 연구로 개발된 반영구적인 수명 특성을 가진 생체 이식형 전지는 인체의 체액으로 충전이 가능하므로 기존 내부전지의 한정된 전원용량으로 인해 실용화가 어려웠던 신개념 의료 기기에도 활용될 수 있다.

노광철 박사와 허윤석 교수는 "이 연구는 생체 친화적 소재로 제작한 전극만을 삽입하여 외장재 없이 체액으로 구동하는 생체 삽입형 전지를 개발한 것이"이라며 "기존 전지의 교체를 위해 이뤄졌던 수술의 번거로움을 줄여 반영구적으로 사용이 가능하며 안정적인 전원 공급이 가능하다"고 말했다.