중앙대학교는 기계공학부 이상민 교수와 용형석 박사가 발표한 '무동력 이온 방출 및 전기 자극을 위한 인체 매개 생체전자장치(Body-Mediated Bioelectronics for Zero-Powered Ion Release and Electrical Stimulation)' 논문이 에너지 분야의 세계적 학술지 'ACS Energy Letters'에 게재됐다고 1일 밝혔다.

생체전자기기(Bioelectronics)는 약물 전달과 전기자극 등 다양한 의료 분야에 활용될 수 있어 스마트 셀프케어 관련 유망한 솔루션이란 평을 받고 있다. 하지만 지속적인 배터리 전력 공급과 에너지 전달을 위한 부수적인 전선·회로 설치가 필요하다는 한계도 명확해 상용화 문턱을 넘지 못했다.

이 교수 연구팀은 일상생활 속에서 버려지는 전기 에너지를 생체전자기기에 전달할 수 있다는 점에 주목했다. 걷기, 뛰기, 물건집기나 스마트폰·노트북 등을 사용하는 것과 같은 신체 활동들은 교류 형태의 정전기나 전기장을 발생시키며 버려지는 전기 에너지를 만들어 낸다. 이러한 에너지는 생체조직 내 세포질과 세포외액에 유전분극을 일으키는 방식으로 인체를 통해 전달될 수 있다.

이 교수팀은 인체를 통해 전달된 에너지 손실을 표적 부위에 집중시켜 무동력 전기자극과 약물 방출 치료를 할 수 있는 '인체 매개 생체전자기기'를 개발했다. 배터리나 전선이 없이 인체를 통해 생체전자기기를 구동하는 데 성공한 것이다. 패치 형태로 구현된 인체 매개 생체전자기기는 기계적·전기적으로 최적화돼 있다.

이번 연구는 한국연구재단이 주관하는 기초연구실 사업의 지원을 받았으며, 이 교수 연구팀과 홍진기 연세대 교수 연구팀이 공동으로 연구를 진행했다.

이 교수는 "인체 매개 에너지 전달을 활용해 배터리·전선과 같은 부수적인 제약을 없앤 이번 연구성과는 생체전자기기의 상용화 가능성을 보여줬다는 점에서 기대되는 성과"라고 말했다.