반영구적 자가발전 심장박동기 구현 - 체내이식 심장박동기의 수명연장·심장마비 예방 가능 -
□ 인공심장박동기는 심장박동이 불규칙한 환자의 몸속에 이식되어 심장에 전기자극을 가해 박동을 정상적으로 만들어주는 의료장치이다. 하지만 제한된 배터리의 수명 때문에 주기적으로 기기를 교체하는 시술이 필요한데, 이는 노약자 등 많은 환자들에게 감염 및 출혈을 유발 할 수 있기 때문에 매우 위험하고 불편하였다.
□ 이번에 개발한 유연한 압전나노발전기는 신체의 미세한 움직임을 이용해 발생한 전기에너지로 심장을 직접 자극할 수 있기 때문에 심장박동기의 수명을 늘리는 것은 물론, 그동안 에너지가 부족하여 불가능했던 심장의 실시간 모니터링도 가능할 것으로 예상된다.
○ 이번 연구에서는 ㈜아이블포토닉스의 단결정 PMN-PT 압전박막을 활용하여 고효율의 유연 나노발전기를 제작하였으며, 이 나노발전기는 굽힘과 누름 등 압력에 의해 8.2볼트(V)의 전압과 0.22밀리암페어(mA)의 전류를 생성하고 쥐의 심장을 직접 자극하여 심장박동을 인위적으로 규칙화하는데 최초로 성공하였다.
반영구적 자가발전 심장박동기 구현
왜 인공심장박동기를 주기적으로 교체하는 시술이 필요한가
제한된 배터리의 수명