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이식 의료기기에 쓰일 '생체삽입형 전지' 개발

송고시간2017-03-12 12:00

한국세라믹기술원·인하대 연구진

"이식한 의료기기에 전원 공급 기대"

(서울=연합뉴스) 신선미 기자 = 국내 연구진이 혈액·조직액 등 체액(몸 속 액체)를 전해질로 쓰는 생체삽입형 전지를 개발했다. 이 전지가 상용화되면 몸에 이식한 의료장치의 배터리를 교환할 필요가 없이 반영구적으로 쓸 수 있다.

미래창조과학부는 한국세라믹기술원의 노광철 박사와 인하대 허윤석 교수 등이 참여한 공동연구진이 이런 전지를 개발했다고 12일 밝혔다.

전지에는 산화반응을 일으키는 음극과 환원반응을 일으키는 양극뿐만 아니라 이온이 포함된 전해질이 필요하다. 연구진은 사람 등 생물의 체액에는 나트륨, 칼륨, 칼슘, 염소 이온 등이 풍부하므로 이를 전지의 전해질로 쓸 수 있다는 데 착안했다.

연구진은 우선 생물의 몸에 넣어도 거부반응이 없는 탄소나노튜브복합체, 인산화물 등을 소재로 전극(음극·양극)을 만들었다. 또 두 전극의 사이가 벌어지지 않게 섬유질로 이었다.

이렇게 만든 전지를 쥐에 이식하자 체액 속 이온이 전극 사이를 오가며 전지를 안정적으로 구동시켰다. 또 전지가 충·방전되는 동안 독성을 일으키지도 않았다.

인체에 전극을 넣어 만드는 생체삽입형 전지를 표현한 그림(위). 실제 쥐에 이 전지를 이식한 모습(아래). [미래창조과학부 제공=연합뉴스]

인체에 전극을 넣어 만드는 생체삽입형 전지를 표현한 그림(위). 실제 쥐에 이 전지를 이식한 모습(아래). [미래창조과학부 제공=연합뉴스]

연구진은 이 전지가 반영구적으로 작동하는 만큼, 심박조율기·척추신경자극기 등 이식형 의료장치에 적합하다고 설명했다. 지금껏 이런 의료장치에 쓰는 전지는 용량이 제한적이라 일정 시간이 지나면 수술로 전지를 교체해 왔다. 또 전지에서 몸에 해로운 화학물질이 흘러나오는 경우가 종종 발생했는데, 새 전지를 쓰면 이를 해결할 수도 있다. 연구진은 "신개념 나노 의료기기 개발 및 보급화를 위한 원천 기술이 될 것으로 기대한다"고 밝혔다.

이번 연구는 미래부 기초연구사업(개인 연구) 지원으로 수행했으며, 연구 결과는 지난달 13일 국제학술지 '나노 에너지'(Nano Energy)에 실렸다.

sun@yna.co.kr

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