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스위스-미국 연구팀, 플래티넘 소재로 만든 청력 임플란트 개발…동물 임상시험 통과
등록일 : 2019-10-22 09:11 | 최종 승인 : 2019-10-22 09:11
허성환
새로 고안된 청력 임플란트는 실리콘과 플래티넘 전극으로 만들어졌다(사진=123RF)

[메디컬리포트=허성환 기자] 스위스 로잔공과대학(EPFL)과 하버드의대가 공동으로 청성뇌간이식술(ABI)의 약점을 보완할 수 있는 부드러운 소재의 이식 기기를 개발했다. 새로운 이식 기기는 실리콘과 플래티넘 전극으로 만들어져 탄력성이 뛰어나다.

청각 장애 환자를 위한 부드러운 임플란트

고막과 달팽이 관은 완전한 청력을 위해 필수적인 두 기관이다. 이 두 기관 중 하나가 손상되면 청력 상실로 이어질 가능성이 높다. 따라서 임상의들은 이 문제를 치료할 수 있는 방법이 없는 경우 임플란트를 권하고 있지만, 달팽이관 임플란트처럼 가장 일반적으로 사용되는 것은 치료에 한계가 있다.

청성뇌간 임플란트는 청력 상실 환자를 치료하기 위해 고안된 장치다(사진=123RF)

예를 들어, 일반적인 임플란트로는 내이 손상을 입은 환자를 치료할 수 없다. 그리고 환자가 비활성 청력 신경을 가진 경우에도 일반 임플란트는 효과가 없다. 따라서 이 경우 어느 쪽이든 환자는 청성뇌간이식술을 받아야 한다.

ABI란 보청기나 달팽이관 이식으로도 효과를 보지 못하는 환자들을 위해 고안된 기기다. ABI는 뇌간의 청력 경로를 직접 자극해 문제가 있는 청력 신경의 격차를 메우는 기능을 한다. 이 기기는 청력 손상을 치료하기 위해 내이와 청각 신경을 효과적으로 우회한다. 하지만, ABI는 뻣뻣해서 언제나 청성뇌간의 곡선에 들어맞는 것은 아니다.

이에 EPFL과 하버드의대 연구자들은 내이와 청각 신경을 우회할 수 있는 부드럽고 탄력적인 임플란트를 개발했다. 이 기기는 ABI와 유사하게 기능하지만 청성뇌간의 곡선에 쉽게 맞출 수 있다.

 

선임 저자인 니콜라스 바치쿠라스 박사는 "임상 환경에서 광범위하게 사용되고 있는 플래티넘을 선택했다"고 말했다.

이번에 개발된 임플란트에는 플래티넘과 실리콘이 사용됐다. 플래티넘은 단단한 금속이어서 탄성이 필요했다. 이 문제를 피하기 위해 연구팀은 플래티넘에 손상을 가하지 않고 조작할 수 있는 방안이 필요했다.

이를 위해 조사를 하던 중 '키리가미'라는 일본의 전통적인 종이 자르기 예술에서 영감을 얻은 연구팀은 금속화 플라스틱 부분에 Y자 형태의 패턴을 새겼다. 그리고 통합 회로의 미세가공기술을 사용해 1미크론 크기의 금속으로 만들었다. 이 기술로 실리콘의 탄성을 가졌으며 전도성이 매우 높은 플래티넘 임플란트를 제작한 것이다.

연구팀은 실험쥐 모델에 임플란트를 테스트하고 긍정적인 결과를 도출했다. 그리고 이미 사람이 사용할 수 있는 크기로 제작해 임상 시험을 준비하고 있다.

연구진은 이번에 개발한 신소재를 중추신경계와 말초신경계의 신경 활성을 자극할 수 있는 다른 임플란트에 응용할 수 있는지도 연구 중에 있다.

 

세계 청력 손실의 유병률

전 세계 4억 6,600만 명이 청력 손상 질환을 겪고 있으며 그 중 3,400만 명은 소아 환자다. 이 같은 추세가 지속된다면 2050년까지 약 9억 명이 청력을 잃을 것으로 추산된다.

12~35세 연령대의 11억 명이 오락 활동으로 발생하는 소음으로 인해 청력을 잃고 있다. 비용 대비 효과적인 예방 조치와 개입 치료가 있지만 많은 사람들이 이를 방치하고 있다.

청력 상실은 상황에 따라 선천적 또는 후천적으로 발생한다. 선천적 청력 손실은 저체중 출산, 출산 중 질식, 모체 풍진 같은 요인으로 유발된다. 반면 후천적 청력 손실은 감염성 질병, 만성 중이염, 과다 소음, 귀 부상 등으로 발생할 수 있다.

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