박테리아 크기 토끼조각...왜 만들었을까?

현미경으로 봐야 겨우 분간할 수 있는 박테리아 크기의 토끼조각상이 만들어졌다. 가로의 크기라고 해봐야 세균 크기와 맞먹는 몇 마이크로미터(1마이크론=1백만분의 1m)에 불과하다. 머리카락보다 약간 굵은 정도다.

이 미세한 토끼조각품을 만드는데 사용된 새로운 물질은 파킨슨병· 뇌전증(간질병)·우울증 치료용으로 뇌에 심어질 혁신적 초미세 임플랜트 전극용 탄소소재로서 기대를 모으고 있다.

씨넷은 1일 일본의 연구진이 뇌 임플랜트전극용으로 사용될 혁신적 물질을 개발했다고 보도했다.

이에 따르면 요코하마 국립대와 동경공업대학 물리학자와 화학자팀, C메트(C-MET) 등이 공동으로 이 획기적인 새로운 레진(resin)을 개발했다.

기존의 물질로도 복잡한 3D조각을 만들 수 있었지만 이처럼 뇌에 심을 수 있을 만큼 작은 전극을 만드는데는 어려움을 겪어 왔다.

이 전극재 제조를 위해서는 레진을 아주 높은 온도에서 구워 표면을 카본으로 변화시키는 공정을 수반한다. 이는 레진구조의 도전성을 증가시켜 주며 표면적을 늘려 주지만 그 과정에서 원래 형태에 손상을 주어왔다.

이 빛에 매우 민감한 새로운 레진 물질은 레소시놀 디글리시딜 에테르(Resorcinol Diglycidyl Ether · RDGE))라는 물질을 포함하고 있다.

흔히 레진 희석용으로 사용되는 이 물질은 이전까지는 3D조각을 만드는데 사용된 적이 없었다. 다이초 유야 팀은 그들의 레이진 복합물질에 서로다른 3가지 농도의 RDGE를 주입했고 가장 진한 농도의 RDGE를 주입한 복합물이 가장 적게 위축됐다는 사실을 확인했다. 위축정도는 20%에 불과했다.

다이초의 지도교수 마루오 소지는 “비록 매우 단순한 실험적 구조이긴 했지만 우리는 이 물질을 가지고 복잡한 3D 탄소 미세구조를 만들 수 있었다”며 “탄소로 토끼형상을 만든 것을 확인하고는 매우 놀랐다”고 말했다.

연구팀이 개발한 이 재료는 세포 수준에서 도체 물질을 만들어 내는 놀라운 수단으로서 잠재력을 보이고 있다. 따라서 뇌 표면에 심어져 뇌깊은 곳을 자극할 치료용 임플랜트 전극 제품의 새로운 길을 열어줄 것으로 기대를 모으고 있다.

다이초는 이 재료로 만든 전극어레이가 뇌에 심어지면 “ 깊은 곳을 자극해 파킨슨씨병, 뇌전증(간질병), 우울증을 치료해 줄 수 있을 것”으로 기대하고 있다.다이초는 “가장 기대를 모으고 있는 유망한 부분은 뇌와 인터페이스 할 수 있는 3D초미세전극”이라고 말했다. 그는 “비록 기존 마이크로전극은 단순한 2D바늘의 어레이(array)로 돼 있지만 이 방식은 복합적인 3D어레이를 제공할 수 있다”고 덧붙였다.

이 연구내용은 ‘2개의 광자 마이크로조립 및 마이크로트랜스퍼 몰딩을 통한 3차원 카본마이크로 구조 형성(Formation of three-dimensional carbon microstructures via two-photon microfabrication and microtransfer molding)‘이란 제목으로 옵티컬 머티리얼즈 익스프레스에 게재됐다.