스위스의 대학, 전자 척수 개발

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-28

- 마비의 치료 응용에 기대 / 수 주일에 마비가 회복 / 생체 적합성이 있는 실리콘 재료 사용 / 파킨슨병 등의 치료 응용에도 기대 - 스위스 로잔 연방 공과대학(Ecole Polytechnique Federale De Lausanne, 이하 EPFL) 연구 그룹이 2015년 1월 8일 신축자재로 굽히는 것도 가능한 전자 척수 ′e-Dura′를 개발했다고 발표했다. 신축성이 있는 실리콘을 사용하여 커넥터와 전극을 금 배선으로 접속하여 전자 추적 기능을 가지게 하여 파킨슨병이나 간질의 치료에도 응용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 척수를 손상해 버리면 몸에 마비가 생기고 그것을 고치는 것은 불가능하다고 하지만 EPFL의 연구가 이것을 바꿀지도 모른다. 손상을 받은 척수의 치료에 적용하면 마비를 고치는 것이 가능하다고 기대된다. EPFL은 현재로서는 래트(rat)를 사용한 임상시험에 대해 마비를 치료하는 것에 성공하고 있다. 향후 인체에 의한 임상시험으로 진행되어 가까운 시일 내에 제품화할 예정이라고 한다. 척수 손상을 병을 앓고 있는 환자 수는 미국 국내에서만 약 25만 명에 이른다고 한다. 지금까지 마비의 치료 전용으로서 다양한 인공 신경이 개발되고 임상시험이 실시되고 있다. 그러나 이것들은 주위 조직과의 마찰에 의해서 염증을 일으켜 최종적으로는 거부반응이 생기기 때문에 한정된 짧은 기간 밖에 사용할 수 없었다. EPFL가 이번에 개발한 e-Dura는 유연성이 뛰어나 굽히는 것도 가능하기 때문에 염증이나 거부반응을 일으키지 않고 영구적으로 매립하는 것이 가능하다. 마비가 있던 래트에게 개발한 e-Dura를 이식했는데 불과 수 주일에 다시 몸을 움직일 수 있게 되었다고 한다. EPFL의 과학자인 Stephanie Lacour씨는 e-Dura를 소개하는 영상에서 “신경 이식은 손상을 받은 신경계를 안정화시키기 위한 치료로서 행해지고 있다. 현재 여러 기술이 존재하지만, 모두 최종적으로 이식 측의 염증이나 거부반응을 일으킨다. 이번에 우리가 개발한 e-Dura는 주위 조직과 같이 부드럽고 자유자재로 신축이 가능하다. 전기적 자극과 화학적 자극을 조합하면서 뛰어난 탄력성을 유지할 수 있다”고 언급하였다. e-Dura는 피부와 같이 간단하게 신축시키거나 굽히거나 하는 것이 가능한 생체 적합성이 있는 실리콘 재료를 기판으로서 사용하고 있다. 기판의 커넥터에서는 복수의 금선이 설치되어 있어 이것은 전자 추적 기능을 가진다. 각선의 말단에는 백금 미립자로 만들어진 전극이 장착되어 이것을 목 밑의 신경이나 뇌의 신경에 직접 연결한다고 한다. 이러한 구조에 의해서 자극을 전달하거나 의사가 걸으려고 하는 환자를 모니터링하여 신속하게 반응해 적절한 근육을 자극할 수 있다. 그리고 e-Dura에는 신경전달물질을 옮기기 위한 마이크로 유체 채널도 구비하고 있어 손상을 받지 않은 신경이나 줄기 세포로부터의 자연스러운 자극을 전달하는 것이 가능하다. 과학자 그룹은 향후 인체에 의한 임상시험으로 진행되어 보다 복잡한 기능을 많이 구비하면서 몇 년간 매립한 채로 하는 것이 가능한 이식 장치의 실현을 목표로 하여 그 후 즉시 제품화할 예정이라고 한다. Lacour씨는 Gregoire Courtine 교수와 공동으로 프로젝트에 임하는 것으로 향후 간질이나 파킨슨병 등의 치료에도 적용 범위를 확대해 가고 싶다고 한다. <그림 1> ′e-Dura′의 외관 <그림 2> 신축성이 있는 것을 알 수 있다. <그림 3> (상) e-Dura의 구조 / (하) 척수의 조직에 e-Dura를 부착한 이미지 ref_kwon-EPFLSpineShinbun-20150123-1.jpg ref_kwon-EPFLSpineShinbun-20150123-2.jpg ref_kwon-EPFLSpineShinbun-20150123-3.jpg http://eetimes.jp/ee/articles/1501/23/news077.html