말랑말랑한 탄성 소재 하이드로겔 이용해 개발…신축적이고 생체 적합성 뛰어나 이 광섬유를 체내에 이식하면 인체의 움직임에 따라 구부러지고 휘어지면서 쉬 부러지지 않고 질병을 감지할 수 있다.체내에 이식할 수 있는 신형 탄성 섬유가 개발돼 최대한 초기에 질병을 진단해낼 가능성이 열렸다. 매사추세츠공대(MIT)와 하버드 메디컬스쿨 연구팀이 하이드로겔을 이용해 생체적합(biocompatible) 섬유를 개발했다. 하이드로겔은 주로 물로 이뤄진 말랑말랑한 탄성 소재다.
MIT 자오 슈안헤 부교수는 “광섬유의 일반 소재인 비탄력 유리와 플라스틱은 인체보다 훨씬 더 딱딱하다”고 뉴스위크에 말했다. “체내 예컨대 뇌 속에 그런 광섬유를 이식하면 정착하지 못하고 조직손상을 유발할 수 있다. 우리는 인체조직과 비슷한 탄성과 생리적 특성을 가진 하이드로겔 기반의 광섬유를 개발했으며 대단히 신축적이고 생체 적합성이 우수하다.”
이 광섬유를 체내에 이식하면 인체의 움직임에 따라 구부러지고 휘어지면서 쉬 부러지지 않는다. 질병을 감지할 뿐 아니라 치료를 위해 광펄스(빛의 파동)를 보낼 수도 있다. 빛을 이용해 두뇌 속의 뉴런(신경세포) 같은 세포를 활성화하는 방법은 광유전학기술(optogenetics)로 불리며 갈수록 인기를 모으는 연구분야다. 이미 뉴런 자극에 광섬유가 사용되지만 이 소재는 환자에게 잠재적으로 위험할 수 있다.
연구팀은 또한 환자의 팔이나 다리를 따라 광섬유를 이식 또는 부착해 운동성 향상의 징후를 모니터할 수 있다고 내다본다. 자오 부교수는 “장기적인 진단, 종양이나 염증을 시각적으로 모니터하는 데 광섬유를 이용하는 방식이 상당히 큰 영향을 미칠 수 있다”고 말했다.
- 앤서니 커스버트슨 뉴스위크 기자
[ 이 연구는 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’에 발표됐다.]
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