과제: 환자에게 전극을 이식하고 신체에 낮은 수준의 전기를 보내면 치료할 수 있는 많은 건강 문제가 있다. 척추 자극은 마비를 역전시키고 허리 통증을 완화할 수 있다. 예를 들어 뇌심부 자극은 우울증에서 파킨슨병에 이르기까지 모든 것을 도울 수 있다.

그러나 전극을 뇌에 삽입하거나 척수 옆에 위치시키려면 침습적 수술이 필요하며 오늘날 사용 가능한 가장 작고 가장 유연한 전극도 시간이 지남에 따라 성능을 저하시키는 흉터와 염증을 유발한다.

새로운 기능 린셰핑 대학교, 룬드 대학교, 예테보리 대학교의 연구원들은 이제 체내에서 포도당이나 젖산염과 같은 천연 당에 반응하는 분자뿐만 아니라 전기 전도성 고분자의 성분을 포함하는 주사 가능한 젤을 개발했다.

젤이 살아있는 유기체에 주입되면 신체의 당이 연쇄 반응을 일으켜 젤을 부드럽고 유연하며 생체 적합성인 전기 전도성 물질로 바꾼다.

회로 기판에 주사 가능한 젤 샘플. 이미지 출처: Thor Balkhed

젤이 사람의 생체 적합성 전극을 만드는 데 어떻게 사용될 수 있는지를 보여주기 위해 연구자들은 거머리의 신경 조직과 제브라피시의 뇌, 심장, 꼬리 지느러미에 젤을 주입했다.

제브라피쉬의 꼬리 색깔이 변하고 파란색이 전도성 고분자를 나타낸다는 것을 우리는 알고 있다. "처음 봤을 때 '와, 정말 효과가 있구나!'라고 생각했다."

제브라피쉬 꼬리에 나타나는 전극. 이미지 출처: Strakosas, X. et al.

주의 사항: 전극을 신체에 삽입하는 것은 자극 요법으로 환자를 치료하는 첫 번째 단계에 불과하다. 그런 다음 전하를 적용해야 하며 이 부드러운 전극을 전원에 연결하는 방법은 아직 명확하지 않다.

제브라피쉬는 뇌에 있는 전극을 포함하여 전극에 부정적으로 반응하지 않는 것 같았지만 연구자들은 3일 동안만 연구했다. 살아있는 조직이 장기간에 걸쳐 젤에 어떻게 반응하는지 확인하려면 더 많은 인간과 유사한 동물을 대상으로 하는 더 긴 연구가 필요할 것이다.

전망: 이 연구는 의사들이 언젠가 침습적 수술을 받지 않고도 자극 요법으로 환자를 치료할 수 있고 흉터를 유발하지 않고 전극이 더 오래 작동하도록 할 수 있음을 시사한다.

연구원인 Hanne Biesmans는 "우리의 결과는 생물학과 전자공학에 대한 완전히 새로운 사고 방식을 열어준다."고 말했다. "아직 해결해야 할 다양한 문제가 있지만 이 연구는 향후 연구를 위한 좋은 출발점이다."