피부에 붙여 몸속 의료기기 전력 공급하는 LED패치 개발

광주과학기술원 이종호 교수팀
인체삽입 태양전지에 빛 투사

광주과학기술원 이종호 교수팀이 개발한 ‘피부 부착형 마이크로 엘이디 패치’. 신체 내부에 삽입된 의료기기 태양전지에 전력을 공급할 수 있는 장치다. 광주과학기술원 제공

국내 연구진이 심박조율기 등 인체 내 의료기기에 간편하게 전력을 공급할 수 있는 장치를 개발했다.

광주과학기술원(GIST, 지스트)은 “기계공학부 이종호 교수 연구팀이 간단한 몸에 붙이는 엘이디(LED) 형태로 인체삽입 의료기기에 전력을 공급할 수 있는 기술을 개발했다”고 7일 밝혔다.

최근 인체삽입 의료기기의 전력량 부족 문제를 해결하기 위해 주변 빛을 흡수해 발전할 수 있는 인체삽입 태양전지 관련 연구가 진행되고 있다. 하지만 태양전지는 실내, 야간, 옷 등 주변 환경에 의해 충분한 전력을 생산할 수 없다는 한계가 있다.

마이크로 엘이디 패치는 피부에 부착해 태양전지가 통합된 인체삽입 기기에 충분한 전력을 공급할 수 있다. 동물실험에서는 엘이디 패치가 0.11㎠ 면적의 태양전지에 8.2µW(마이크로 와트)의 전력을 공급할 수 있다는 결과가 나왔다. 이는 이미 상용된 일부 심박 조율기(소비전력 1~10µW)를 구동할 수 있는 전력이다.

연구팀은 생체 조직 투과율이 높은 적색 마이크로 엘이디 빛을 사용했으며 시중에서 쉽게 구할 수 있는 건전지를 이용하도록 했다.

또 피부 부착 시 발생할 수 있는 이물감, 화상, 땀 문제를 해결하기 위해 얇은 필름(두께 1㎜)과 유연한 연결선을 사용했고 땀구멍을 내 반복적으로 구부려도 파손되지 않게 설계했다. 피부에 부착 시 온도는 저온화상의 기준(6시간 동안 44도 이하) 이내인 41.2도 이하로 유지된다. 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 지스트 연구원의 지원으로 수행됐으며, 관련 논문은 6일 미국국립과학원회보 온라인판에 게재됐다.

김용희 기자 [e-mail]