[김영근의 과학 칼럼] 전기신호로 질병을 치료하는 전자약

보통 사람들은 아프면 병원에 가서 수술하거나 약국에 가서 약을 지어 먹는다. 그렇다면 '전자약'이라는 말을 들어 본 적이 있는가? 전자약이란 기존의 천연물질이나 화학물질의 약이 아닌 단어 그대로 전자장치로 이루어진 약을 의미한다. 질병을 치료하기 위한 전자장치인 전자약은 전기신호를 의학 분야에 응용한 결과라고도 볼 수 있는데 통증이 발생하면 적절한 전기신호로 그 통증을 없애주는 전자약이 그 예시이다.  즉, 전자약이란 신경세포와 뇌에서 생기는 전기신호를 이용해 약물 대신 전기 자극으로 질병을 치료하는 전자장치라고 할 수 있다. 그렇다면 전자약에 대해 좀 더 알아보자.1

 

 

전자약은 미주신경을 자극한다. 이는 쇄골 안쪽에 존재하여 인체의 모든 장기와 뇌 사이를 오가며 신경 신호를 전달하는 통로로 잘못된 신경 신호를 전기 자극으로 교정해 치료하는 장소이다. 그러나 말초신경에 전자약을 부착하는 수술의 시간이 매우 길면서 안정성도 높지 않았고, 장기간 전자약이 신경에 부착 시 섬유화가 일어나며 염증이 발생해 결국 신경 괴사가 일어나는 문제들로 인해 실제로 적용되기에는 어려운 것이 현실이었다. 하지만 전자약의 다른 이름인 인공 전자 신경 외피 즉 신경을 둘러싸는 전자소자에 대한 연구는 꾸준하게 이루어지는 중이었다. 신경계와 관련된 이 스마트 전자약이 구현만 된다면 신경과 관련된 질병들을 이겨낼 수 있다고 바라보기 때문이다.

 

 

그 와중에 한국에서 KIST와 성균관 대학교 연구진이 함께 전자약 연구의 가능성을 열었다고 하는데 스티커와 같이 이식이 말초신경에 쉽게 가능한 적응형 인공전자 신경 외피를 개발해냈다고 한다. 기존의 인공전자 신경 외피는 커프형이어서 물성 차이, 염증, 신경 괴사, 수술 시간과 기계적 안정성까지 문제들이 많았다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 신축성 소재 기반의 자가결합이 가능한 적응형 인공전자 신경 외피를 개발한 것이다. 적응형 인공전자 신경 외피는 자가치유 소재이기에 생체적합성이 높고 또한 수술 시간과 후유증 등도 감소시키며 안전하게 신호의 측정과 유발이 가능하다. 미리 임상으로 쥐에 실험해본 결과 전기자극 등 감각 신호 자극 및 수집의 기능이 14주에서 32주까지 가능했으며 쥐가 마취에서 깬 이후에도 안정적인 결과를 보였다고 한다. 결국 지금의 일반 약보다 전자약인 적응형 인공전자 신경 외피가 차세대 신경계 질환의 재활 연구와 신경 보철 장치 등에 커다란 혁신을 일으킬 수 있는 것이다. 이는 후에 사람에게서 로봇까지 전체적인 신경 기술의 초석이 될 것으로 보인다.2

 

일반적으로 몸에 문제가 생기면 병원에서 진단을 받고 약국에서 약을 받아 정해진 기간에 꾸준히 먹는 것이 병의 치료법이었다. 하지만 일상생활을 하다 보면 약 먹는 시간을 잊어버리고 늦게 먹게 되거나 건너뛰기도 하며 정확한 치료를 하지 못하기도 한다. 그렇기에 이 전자약이 우리의 삶에서 어찌 보면 획기적인 일을 할 수 있을 것으로 기대된다. 정확한 지점과 정확한 시간에 기능할 수 있는 전자약의 기술이 계속 개발된다면 신경 기술에서만이 아닌 좀 더 세밀한 방면에서의 환자들을 위한 치료의 발달을 할 수 있을 것이다. 또한, 만성 통증이 일어나는 환자들에게 큰 도움이 될 것 같아 발전을 기대하고 있다. 부모님들이 나이가 들어가시며 오십견 등의 고통을 호소하시곤 하는데 아무리 약을 먹어도 잘 들지 않는다고 하신다. 이런 곳에도 전자약이 아주 잘 작용할 수 있을 것으로 보이므로 사람들의 통증을 줄여주는 '전자약'이라는 단어가 우리의 생활과 밀접해질 그 날이 기대되는 바이다.

 

각주

1.참고 - https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1977841&cid=43667&categoryId=4366
2.참고 - https://www.skku.edu/skku/research/industry/researchStory_view.do?mode=view&articleNo=85511

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