▲ 체액으로 구동되는 생체 삽입형 전지의 모식도.

국내 연구진이 반영구적인 수명 특성을 가진 생체 삽입형 전지를 개발했다. 인체 체액으로 충전이 가능해 실용화가 어려웠던 신개념 의료 기기에도 활용될 수 있을 것으로 보인다.

미래창조과학부(장관 최양희)는 한국세라믹기술원 노광철 박사 연구팀과 인하대 허윤석 교수 연구팀이 혈액, 림프액 등 인체의 체액을 통해 에너지를 저장할 수 있고 외장재 없이 반영구적으로 사용가능한 생체 이식형 전지를 개발했다고 13일 밝혔다.

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

하지만 현재 사용되고 있는 인체 삽입형 내부전지는 용량의 제한으로 일정 시간이 지나면 전지를 교체하는 재수술이 필요하고 전지를 구성하고 있는 전해액 누수로 인한 인체감염 및 독성문제가 있었다.

이에 연구진은 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 슈퍼커패시터를 개발했다.

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

노광철 박사와 허윤석 교수는 “이 연구는 생체 친화적 소재로 제작한 전극만을 삽입하여 외장재 없이 체액으로 구동하는 생체 삽입형 전지를 개발한 것”이라며 “신개념의 나노 의료기기 개발 및 보급화를 가능하게 할 수 있는 원천 기술이 될 것으로 기대된다”고 연구의 의의를 설명했했다.

한편, 이번 연구는 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구) 지원으로 진행됐으며 연구결과는 세계적인 학술지 나노 에너지(Nano Energy) 2월13일자에 게재되었다.