반영구 자가발전 심장박동기 구현 기술 개발

KAIST·세브란스병원 연구팀 성과

아주경제 김봉철 기자 = 국내 연구진이 반영구적으로 작동 가능한 자가발전 심장박동기를 개발, 동물실험에 성공했다.

7일 미래창조과학부에 따르면 이건재 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 교수팀과 정보영 연세대학교 세브란스병원 심장내과 교수팀은 고효율·유연 압전나노발전기를 개발해 배터리가 필요 없는 인공심장박동기를 구현할 수 있는 실마리를 찾았다.

이번 연구 결과는 심장마비를 예방하고 생체이식형 의료기기의 수명을 늘리는데 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

인공심장박동기는 심장박동이 불규칙한 환자의 몸속에 이식된 뒤 심장에 전기자극을 가해 박동을 정상적으로 만들어주는 의료장치다.

하지만 이 장치의 가장 큰 단점은 제한된 배터리의 수명 때문에 주기적으로 기기를 교체하는 시술을 해야 한다는 점이다.

이 과정에서 환자들의 불편은 물론 감염 및 출혈이 생길 수 있다.

연구팀은 이런 단점을 개선하기 위해 자체 개발한 ‘유연 압전나노발전기’를 통해 심장박동을 인위적으로 규칙화하는 방법을 썼다. 이 방식은 쥐를 이용한 실험에서 쥐의 심장을 직접 자극해 성공적으로 작동했다는 게 연구팀의 설명이다.

연구팀은 나노발전기는 신체의 미세한 움직임에서 얻어진 전기에너지로 심장을 직접 자극할 수 있기 때문에 심장박동기의 수명을 늘리는 것은 물론 그동안 에너지가 부족해 불가능했던 심장의 실시간 모니터링도 가능할 것으로 예상했다.

정보영 교수는 “이번 연구성과를 임상에 적용하면 자가발전 심장박동기에 사용될 수 있고 부정맥과 같은 심장의 이상증후를 미리 진단해 심장마비 등도 예방할 수 있을 것”이라며 “그 외에도 다양한 이식형 의료기기의 에너지원으로 활용할 수 있다”고 말했다.

이번 연구는 미래부가 추진하는 글로벌프론티어사업(스마트IT융합시스템연구단)과 중견연구자지원사업의 지원으로 이뤄졌으며 연구 결과는 세계적 학술지인 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 7월 23일자 표지논문으로 게재됐다.