심박조율기(pacemaker)는 크다. 길이가 새끼 손가락 만하고 무게는 1온스(28g) 가량 나간다. 배터리가 몸체의 대부분을 차지한다. 그런데 사이즈가 중요하다. 대형 심장 임플란트(이식물)는 감염, 근육 파열, 유도선 파손이나 천공을 초래할 수 있다.

이들 부피 큰 기기들이 곧 과거의 유물이 될지 모른다. 스탠퍼드대 연구팀이 새로운 형태의 무선 동력전달기술을 개발했기 때문이다.

따라서 임플란트에 훨씬 더 작은 배터리를 내장할 수 있게 된다. 이 기술을 이용해 심박조율기를 쌀알보다 작게 만든 뒤 실험실 토끼에 이식했다고 애다 푼이 이끄는 연구팀이 최근 발표했다.

전에는 소형 심박조율기를 무선으로 작동하려면 두 가지 유형의 전자파(원거리용과 근거리용 전자파)를 이용해 신체 깊숙이 침투해야 했다. 무선 송신탑에서 방출되는 원거리용 전자파는 장거리를 이동할 수 있다. 반면 근거리용 전자파는 더 짧은 거리를 이동하며 보청기에 사용된다. 그러나 둘 다 생체조직 내에서 100% 안전하거나 효과적이지 않다.

원거리용 전자파는 피부에서 반사 또는 흡수된다. 한편 근거리용 전자파는 체내에서 썩 멀리까지 이동하지 못한다. 푼 연구팀은 두 파형을 결합해 ‘중거리용’ 전자파를 만들어내는 ‘최적점(sweet spot)’을 찾아냈다. 이 기법은 휴대전화와 거의 비슷한 동력을 사용한다. 하지만 인간에게 위험한 최저 한도보다 노출수준이 훨씬 낮다.

“무선 동력전달 기술은 우리가 처음 개발하지 않았다.” 푼의 연구를 보조한 스탠퍼드대 전자공학과 박사과정의 존 호가 뉴스위크에 말했다. “20세기 초부터 존재했다. 우리는 그것을 생체조직에 통과시키는 방법을 다각도로 조사했다.”

연구팀은 자신들의 기법으로 체내 거의 어디에 설치된 소형 기기든 작동시킬 수 있다고 믿는다. 가능성은 거의 무한하다. 신경에 자극을 가하거나 사람의 생체기능(vital functions)을 모니터하는 센서를 이식할 수도 있다. 이 방법을 이용해 체내의 “전에는 미치지 못하던” 곳에 이를 수 있다고 푼이 말했다.

“약을 이용하지 않고 신경활동과 경로를 변경하는 방법으로 특정 질환 치료법을 개선하는 방안이 가장 유망한 기술 중의 하나”라고 그녀가 뉴스위크에 말했다. 전기자극 치료는 직접 두뇌회로를 수정하고 특정 신체부위를 공략한다. 약물요법처럼 “화학적인 차원에서 몸 전체를 바꾸는” 방식과는 다르다. 이 기법은 파킨슨병, 알츠하이머병, 요실금, 만성통증, 관절염 같은 질환의 치료에 도움을 줄 수 있다.

연구팀은 앞으로 1년 이내에 인체를 대상으로 이 방법을 실험하게 되기를 희망한다. 하지만 임상적으로 보급되려면 5~10년가량 더 필요할지도 모른다.

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