[요약]
- 옥스퍼드대학의 체내 삽입형 리튬 바이오 배터리는 빛으로 활성화 및 충전이 가능하고, 상용 후 생분해되는 특징을 가지고 있어 에너지 밀도가 뛰어남
- 약물 방출과 심장 제새동, 마이크로 로봇 전원 공급 등 다양한 생체 의학에 적용 가능
- 미국 옥스퍼드대 화학과·약리학과 과학자들로 구성된 연구팀은 심장 제세동과 심장박동 조절 등 생체 의학 응용 분야를 위한 초소형 소프트 리튬 이온 배터리를 개발
- 체내 삽입형 리튬 이온 배터리는 인체 내부 환경에 적합하도록 설계된 배터리로, 생체 호환성 및 안정성이 강조되며, 이를 통해 이식형 심박조율기, 센서, 약물 전달 장치 등 다양한 의료기기에 전력을 공급할 수 있음
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- 옥스퍼드대 연구진이 개발한 배터리는 빛으로 활성화 및 충전이 되고 에너지 밀도가 뛰어나며, 사용 후 생분해 되는 특징을 지니고 있어 체내 삽입형 배터리의 요건을 상당 부분 충족하고 있다고 평가할 수 있음
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- 체내 삽입형 배터리 기술개발을 위해 생체 적합성 및 생분해성 소재 개발에 집중한 옥스퍼드 대학 외에도 다양한 연구가 진행 중
- (에너지 하베스팅 기술) 초음파 기반 마찰전기 에너지 하베스팅 기술을 통해 체내에서 주기적인 배터리충전이 가능하도록 하는 시스템으로 성균관대학교 연구팀이 제안
- (생체 삽입형 슈퍼커패시터) 한양대학교 연구진은 생체 친화적인 재료와 고성능 나노소재를 기반으로 인체 내부에 삽입되어 전력을 저장하고 공급할 수 있는 에너지 저장장치인 생체 삽입형 슈퍼커패시터를 개발 중
- 체내 삽입형 배터리 기술개발을 위해 생체 적합성 및 생분해성 소재 개발에 집중한 옥스퍼드 대학 외에도 다양한 연구가 진행 중
- 체내 삽입형 리튬 바이오 배터리는 의료 분야의 혁신적 발전을 견인할 기술로 평가 받고 있으며, 연구개발과 투자를 통해 상용화 및 시장 성장을 기대할 수 있음
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- 체내 삽입형 리튬 바이오 배터리는 현재 연구·개발 단계로 상용화까지는 추가적인 연구와 임상 시험이 필요
- 옥스퍼드 대학이 개발한 체내 삽입형 리튬 바이오 배터리는 생체적합성과 생분해성을 갖추고 있어 상용화에 한 발자국 더 다가갔다는 평가를 받고 있음
- 국내에서도 상용화를 위해 2017년 혈액, 림프액 등 인체의 체액을 통해 에너지를 저장하는 방식의 이식형 전지를 개발한 한국세라믹기술원 노광철 박사 연구팀에 이어 성균관 대학의 에너지 하베스팅(19년), 한양대의 생체 삽입형 슈퍼커패시터(22년) 기술을 지속적으로 연구·개발 중
- 체내 삽입형 리튬 바이오 배터리는 현재 연구·개발 단계로 상용화까지는 추가적인 연구와 임상 시험이 필요
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- 초기단계의 기술이지만, 의료 장비 전반에 혁신을 가져올 가능성에 주목하여 연구개발에 대한 투자가 증가하고 있음
- 우리정부는 체내 삽입형 바이오 배터리 기술 연구개발에 적극적으로 지원하고 있으며, 일례로 성균관대학교의 에너지 하베스팅 기술은 과기정통부의 중견연구자지원사업의 성과
- 인체 삽입형 의료기기 충전 솔루션을 개발하는 국내기업인 에너지마이닝은 연세대학교 신소재공학과 연구팀과 공동 연구를 통해 충전 효율을 300% 이상 높일 수 있는 기술*을 개발
* 논문명: 금속-액체 커플링을 이용해 음향 에너지 장벽을 극복하는 거대 마찰전기 발전(Gigantic triboelectric power generation overcoming acoustic energy barrier using metal-liquid coupling, 2024, Joule)
- 초기단계의 기술이지만, 의료 장비 전반에 혁신을 가져올 가능성에 주목하여 연구개발에 대한 투자가 증가하고 있음
[시사점]
- 체내 삽입형 배터리는 의료기기 분야의 혁신을 가져올 수 있는 기술로 주목받고 있으나 현재 연구단계는 초기 단계에 머물러 있는 상황으로, 이는 인체에 적용하기 위한 안전, 윤리적 차원의 이슈로 인한 어려움으로 보여짐
- 그럼에도 체내 삽입형 배터리가 가져올 의료 혁신을 고려하면 보다 적극적인 연구개발과 상용화를 위한 투자가 필요한 시점
[출처]
- THE GURU, 옥스퍼드대, 체내 삽입형 리튬 바이오 배터리 개발, 24.10.29.
- 성균관대학교(Research Stories), 주기적 배터리 교체시술이 필요없는 체내 의료기기 구현 기대, 2019
- 한양대학교, 한양대 김선정·장용우 교수, 차세대 체내 에너지 충전시스템 개발, 2022. 1. 26.
