사람 몸에 이식한 의료기기의 50% 정도는 배터리로 이뤄져 있다. 환자는 배터리 크기로 불편함을 느끼지만 현재 기술로는 그 크기를 줄이는 데 한계가 있다.

사람 몸에서 전기를 발생ㆍ공급받을 수 있다면 이식형 의료기기 크기가 줄고, 2차적 외과수술에 따른 불편함이 해소됨은 물론 전원 공급 문제로 실용화가 어려웠던 나노로봇, 인공망막, 인공고막 등의 개발도 가능해진다. 이처럼 생체 내 발전ㆍ충전을 동시에 가능하게 하는 융합형 전원시스템<사진> 개발이 추진되고 있다.

나노구조 생체에너지 융합연구단(단장 남태현ㆍ경상대 나노신소재공학과 교수)은 2008년 교육과학기술부의 ‘미래유망 융합기술 파이오니어사업’의 일환으로 인체 내에서 전기를 생산ㆍ저장할 수 있는 신개념의 ‘융합형 전원시스템’을 개발, 국제 원천특허를 획득하는 것을 목표로 연구ㆍ개발을 수행하고 있다.

올해 마지막 연차(6차년도) 연구를 진행하고 있는 연구단은 경상대를 기반으로 한국과학기술연구원(KIST), 광주과학기술원(GIST) 등에서 우수 연구원 40여명이 모여 ‘인체이식 가능 융합형 나노배터리ㆍ생체연료전지 전원시스템’ 개발을 위해 생명공학기술(BT)ㆍ나노기술(NT)ㆍ정보기술(IT)ㆍ에너지기술(ET)의 각 영역에서 열심히 연구를 진행하고 있다. 


현재까지 연구단은 ▷고용량 전지 ▷생체 연료 전지 시스템 ▷생체 연료 전지ㆍ박막 전지 융합시스템을 개발, 인체 적합성과 동물 실험 등을 거쳤다. 이 같은 업적을 통해 연구단의 연구는 1단계(2008~2010년)에서는 2010년 교과부 우수연구성과 40선에, 2단계(2011~2013년)에서는 2011년 국가 연구개발 우수성과 100선에 선정됐다.

하지만 시스템의 실질적인 적용(시제품)을 위해서 ▷혈액 응집 ▷융합형 전원시스템 초소형화 ▷연료전지의 낮은 성능(에너지ㆍ전압 등)ㆍ수명 등 아직도 해결해야 할 문제점이 많다.

연구단은 올해 단백질공학을 통해 고활성ㆍ장수명 효소와 고밀도ㆍ고성능에 전기전도성이 우수한 효소전극을 개발, 인체 내에서 작동하는 의료기기 개발을 한 발 앞당길 것으로 내다보고 있다. 연구단은 계속된 연구ㆍ개발을 통해 내년 이후 관련 시제품을 선보이고, 앞으로 10~15년 뒤 상용화할 계획이다.

연구단 관계자는 “원천기술인 시스템 기술 개발을 통해 전지산업, 효소기반 생물소재산업의 기술발전과 신개념 융합시스템 기술 창출에 기여할 수 있다”며 “시스템 개발은 500억달러 이상의 인체이식형 의료기기용 시장의 판도를 바꿈은 물론 새로운 국가 성장동력 산업을 창출, 현 정부 핵심 정책인 ‘창조경제’에도 이바지할 수 있을 것”이라고 기대했다. 

신상윤 기자/ken@heraldcorp.com