장경인 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇및기계전자공학과 교수 연구진이 뇌 깊은 곳에 약물을 정밀하게 전달할 수 있는 뇌 삽입형 무선 신경 인터페이스를 개발했다고 28일 밝혔다.
뇌 질환 치료의 가장 큰 어려움은 뇌를 둘러싸고 있는 방어막 '혈뇌장벽'이다. 이 때문에 약물이 목표 부위에 도달하기 어렵다. 뇌까지 약물을 주입하는 장치가 개발됐으나, 외부 펌프와 관을 사용해야 해 환자의 움직임을 제한하고, 장기간 사용이 힘들다는 한계가 있었다.
연구진은 이를 해결하기 위해 완전히 유연한 구조의 삽입형 장치를 설계했다. 위장 연동운동을 모사한 마이크로펌프와 경사진 노즐-디퓨저 채널을 적용해 역류 없는 정밀 약물 전달을 구현했으며, 무선 제어 모듈을 통해 주입 속도와 용량을 실시간으로 조절할 수 있도록 했다.
연구진은 장치 성능 검증을 위해 젤로 만든 뇌 모사체에서 실험을 진행했다. 그 결과, 약물이 역류 없이 일정한 속도로 전달되는 것이 확인됐고, 무선 신호에 따라 주입 속도와 용량도 자유롭게 조절할 수 있었다. 또 모든 구성 요소가 부드러운 소재로 제작돼 뇌 조직과 잘 적합하며 안정적으로 삽입·구동되는 것도 입증됐다.
이번 연구를 통해 개발된 뇌 삽입형 무선 신경 인터페이스는 외부 장비에 의존하지 않고 정밀하게 약물을 전달할 수 있는 새로운 플랫폼으로, 기존 방식의 한계를 극복했다. 향후 전극이나 센서와 결합해 환자의 뇌 신호를 실시간 모니터링하고, 필요한 순간 자동으로 약물을 투여하는 맞춤형 치료 시스템으로 발전시킬 수 있다. 향후엔 파킨슨병, 간질 등 난치성 뇌 질환 치료에 활용할 수 있다.
장경인 교수는 "이번 연구에서 개발한 장치는 뇌 깊은 부위까지 무선으로 정밀 약물 전달을 가능하게 했다"며 "앞으로 임상 적용을 위해 장기적 안정성을 검증하고, 다양한 신경질환 치료 플랫폼으로 확장해 나갈 것"이라고 밝혔다.
이번 연구 성과는 국제 학술지 'npj 플렉서블 일렉트로닉스(Flexible Electronics)'에 지난 9일 게재됐다.
참고 자료
npj Flexible Electronics(2025), DOI: https://doi.org/10.1038/s41528-025-00463-y