한국기계연구원은 나노자연모사연구실 허신 박사팀이 신개념 인공와우 핵심소자인 ‘생체모사 무전원 인공기저막 소자’를 개발했다고 3일 밝혔다.
개발된 인공기저막 소자는 생체 달팽이관의 기저막과 유모세포의 기능을 모사해 소리 신호의 주파수를 기계적으로 분리하고, 각각의 분리된 주파수 성분을 전기신호로 변환해 청신경을 자극할 수 있도록 개발됐다.
이 소자는 압전박막 인공기저막, 전극채널, 액체 챔버, 신호입력부로 구성돼 있다. 소리 음압이 고막을 통해 이소골의 접속핀과 연결된 소자의 입력부에 전달되고 음압에 의해 챔버 내부의 유체를 통해 소리가 전파되는 것.
또한 소리신호를 주파수대역 100Hz~5,000Hz에서 6채널의 주파수 성분을 분리할 수 있는 성능을 가지고 있다. 생체적합성 타이타늄 소재를 사용해 40mm×20mm 크기로 패키징돼 체내 이식도 가능하다.
특히 완전이식형 신개념 인공와우 장치에 통합돼 체내에 이식될 수 있어 청각장애인들의 장애 노출을 최소화시킬 수 있으며, 배터리 교체의 불편함도 해소 가능하다. 궁극적으로 달팽이관이 손상된 고도의 청각장애인의 삶의 질 향상에 크게 기여할 전망이다.
허신 박사는 “태어날 때부터 달팽이관이 손상되어 청각 고도장애를 지니고 태어나는 아기가 1,000명당 1명, 한해 400~500명에 이르고, 난청 환자는 인구 1,000명당 4.4명이나 된다”며 “개발된 생체모사 인공달팽이관 소자 기술은 체내이식형 인공와우 및 에너지 수확소자, 수중 음향센서, 특수용 음향분석기 등에도 응용이 가능하다”고 밝혔다.
이번 연구결과는 세계적 학술지 ‘어드밴스드 펑서녈 머터리얼즈’ 2014년 11월 표지 논문에 게재됐다.
