KAIST-한의학연, 피부에 붙이는 전기자극 전자약 개발…과열 시 자동 분리

KAIST는 전기및전자공학부 정재웅 교수·한국한의학연구원 이상훈 박사 연구팀이 무선 마이크로니들(피부에 붙이는 미세 바늘) 전자약과 사물인터넷(IoT) 기반 원격 제어 기술을 결합한 웨어러블 전자약 플랫폼을 개발했다고 13일 밝혔다.

만성 통증 치료에는 진통제가 널리 사용되지만 장기간 약물을 복용할 경우 부작용이나 의존성에 대한 우려가 있다. 특히 암성 통증 등에 사용하는 마약성 진통제는 오래 사용할수록 내성과 오남용 위험이 커질 수 있어 약물 대신 전기자극으로 신경을 조절하는 '전자약'이 새로운 대안으로 연구되고 있다.

하지만 기존 전자약은 한계가 있다.

몸속에 기기를 심는 방식은 수술이 필요하고, 피부에 붙이는 전극은 땀이나 각질 등 피부 상태에 따라 전기가 제대로 전달되지 않을 수 있다. 특정 부위에 전류가 몰리면 피부 온도가 올라가거나 화상을 입을 위험도 있다.

연구팀은 온도에 반응하는 전도성·접착성 마이크로니들 전극(전기가 잘 흐르면서 피부에 붙는 미세 바늘 전극)을 개발했다.

미세한 바늘이 전기 저항이 높은 각질층을 통과하기 때문에 땀이나 각질 등의 영향을 줄이면서 전기자극을 안정적으로 전달할 수 있다.

하이드로젤(물을 많이 머금은 젤 형태의 소재)을 전극에 코팅해 전류가 바늘 끝에 몰리지 않고 고르게 퍼지도록 했다.

피부 온도가 비정상적으로 올라가면 전극 접착력이 약해져 전극이 스스로 피부에서 떨어지도록 설계했다. 전기자극 과정에서 발생할 수 있는 피부 화상 위험을 줄이기 위한 안전장치다.

연구팀은 여기에 IoT 기술을 결합했다.

스마트폰과 클라우드 서버를 이용하면 의료진이 환자와 멀리 떨어져 있어도 전자약의 작동 시간과 전기자극을 실시간 또는 예약 방식으로 제어할 수 있다.

연구팀은 한국과 미국처럼 국가 간 거리가 먼 환경에서도 기기를 원격으로 제어할 수 있음을 확인했다고 설명했다.

정재웅 교수는 "향후 임상 검증을 거쳐 환자 상태에 맞춰 통증을 관리하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 플랫폼으로 발전하기를 기대한다"고 말했다.