韓国の研究チームが、利用者の身体に装着してデータを収集するウェアラブル機器に活用できる電極を開発した。
ポハン工科大学（POSTECH）は、機械工学科のイム・グンベ教授、イ・ジュンホ・ユン・ガウン博士の研究チームとパク・ソンミン教授、キム・チョルホン教授が「真皮型バイオ電極」を開発したと17日明らかにした。
真皮型バイオ電極は、疼痛と炎症の問題を最小化しつつ、外部環境の影響を受けずに安定的に生体信号を測定できる。
研究チームは、スマートウォッチのような着用機器が日常の健康管理ツールとして定着した一方で、構造的な限界を抱えている点に着目した。
皮膚表面に貼り付ける「表皮型電極」は使用が容易だが、汗や乾燥、動きなどの影響で信号が不安定になりやすい。
皮膚に挿入する「微細針電極」は信号の精度が高いが、硬い構造により組織刺激や炎症反応を引き起こす可能性がある。
そこで研究チームは、アルミニウムが飛行機のような硬い構造物にも、台所で一般的に使う薄いホイルにも利用されるように、同じ素材でも構造によって全く異なる物性を持ちうるという原理に注目した。
その結果、極めて柔軟な生体素材の超小型精密加工と発泡性構造への変換設計を通じて、真皮型バイオ電極を作製した。
この電極は、皮膚の角質層に挿入する際には針のように硬い状態で通過し、真皮層に到達すると自ら柔らかな構造に変わる。
研究チームは、動物モデルとヒトを対象にした実験で、長期間の挿入状態でも組織損傷や免疫拒絶反応がほとんど発生しないことを確認した。
真皮層に安定的に定着した電極は外部環境の変化に影響されず、発汗や脱水状態、長時間の着用条件でも信号精度を安定的に維持した。
今回の研究結果は、最近、生体材料分野の国際学術誌「アドバンスト・マテリアルズ」の表紙論文として掲載された。
研究を主導したイム・グンベ教授は「この技術は医療診断機器だけでなく、生体データを精密に収集して人工知能（AI）と結合する次世代の『フィジカルAI』技術にも拡張できる」と述べた。