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신경계와의 의사 소통에 대한 과학 및 의학적 관심이 증가함에 따라 약물 및 생체 분자를 정확한 용량으로 전달할 뿐만 아니라 신경계를 보다 잘 기록하고 자극할 수 있는 바이오 의료 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 휴스턴 대학교 (University of Houston)와 펜실베이니아 주립 대학 (Pennsylvania State University)의 공동 연구팀은 약물 전달을 위한 향상된 특성과 함께 신경 프로브 (probe)의 전기적 성능을 보다 정밀하게 조정할 수 있는 생체 적합성 신경 장치에 대한 새로운 제조 기술을 발표했다. 지난 몇 년 동안 과학자들은 파킨슨 병, 간질, 다발성 경화증, 뇌종양 및 다른 신경 장애와 질병을 초기에 진단하기 위해 신경계와 상호 작용하려고 노력해 왔다. 연구팀은 뉴런과 통신할 수 있는 마이크로 및 나노 장치를 만들고 있다. 새로운 제조 방법을 통해 전도성 폴리머 마이크로 컵의 표면 형태를 정확하게 제어하여 성능을 향상시킬 수 있다. 연구팀은 전기 전자의 표면에 전도성 폴리머 마이크로 컵을 제조하기 위해 전자 분사 (electrojetting) 및 전착 (electrodeposition) 방법을 사용했다. 연구팀은 전도성 폴리머의 전기 전류와 증착 시간의 길이를 변화시킴으로써 폴리머의 전기적 특성과 관련된 크기, 두께 및 거칠기를 변경할 수 있음을 발견했다. 연구팀은 전도성 폴리머 마이크로 컵이 생체 전극의 전기적 성능을 크게 향상시킬 수 있음을 보여주었다. 일반적인 폴리머는 전기를 전도하지 않기 때문에 종종 절연 재료로 사용된다. 1970 년대의 전자 전도성 고분자 발견으로 2000 년 노벨 화학상을 수상했다. 신경 장치의 주요 요구 사항은 신경 조직과 생물학적으로 양립할 수 있는 고밀도 전극을 제공하고, 생물 신호를 전자 신호로 효율적으로 변환하며 오랜 시간 동안 기능을 유지하는 것이다. 그러나 현재의 기술은 여전히 전도성이 높지만 신경 조직과 양립할 수 없는 금속 재료에 의존한다. 또한 장치에 필요한 소형화는 전기 성능을 제한한다. 대조적으로, 전도성 고분자는 네 가지 방식으로 생물학적 조직을 더 잘 모방한다. 부드러운 기계적 성질은 생물학적 구조를 모방한다. 전도성 고분자의 혼합된 전자/이온 전도도는 효율적인 신호 변환을 촉진한다. 이 고분자의 투명성은 광학 분석 기술의 동시 사용을 가능하게 한다. 바이오 분자 (biomolecules)를 이용한 간편한 기능화는 생물학적 반응을 조율하는데 도움이 된다. 새로운 제조 방법은 금 기판 위에 단 분산 폴리 마이크로 구를 전기 분무한 다음 전기 화학 중합 공정을 거친다. 연구자들은 전도성 폴리머 마이크로 컵 제조에 적용되는 전기장을 제어한다. |
