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수제 완전 고분자 신경 인터페이스의 간편한 제작 공정

2026-07-13 07:01
기존의 신경 인터페이스는 일반적으로 열가소성 절연체와 귀금속 도체를 이용한 포토리소그래피 기반 마이크로머시닝 공정으로 제조됩니다. 이러한 방법들은 효과적이지만, 비용이 많이 들고 시간이 오래 걸리는 인프라를 필요로 하며, 소재 선택이 제한적이고, 대개는 연조직인 신경 조직에 비해 기계적·계면적 성질이 크게 불일치하는 기기를 생산하여 장기적인 성능에 한계를 보입니다. 본 논문에서는 생체적합 고분자 소재만을 이용해 임플란트용 신경 인터페이스를 완전히 수작업으로 제작할 수 있는 클린룸이 필요 없는 저비용 벤치탑 전략인 CASPER(고분자 전극의 주조 및 스크린 인쇄 방법)를 소개합니다. 고분자 주조법과 수동 스크린 인쇄, 재사용 가능한 몰드를 결합함으로써 CASPER는 특수 미세가공 장비 없이도 신속한 전극 제작을 가능하게 합니다. 실증 사례로, 우리는 PDMS 절연체와 금속을 사용하지 않은 PEDOT:PSS 전도성 하이드로겔 활성 부위를 결합한, 돼지 경부 미주신경에 적합하도록 개발된 완전 고분자 커프 전극인 CASPER-cuff를 제작하였습니다. CASPER-cuff는 연조직과 유사한 기계적 특성(E < 1 MPa)과 우수한 전기화학적 성능(|Z|@1 kHz = 3.58 ± 1.78 kΩ; cCSC = 74.98 ± 20.27 mC cm-2)을 보여주었으며, 이는 제조 공정의 획기적인 단순화가 기기 성능에 영향을 주지 않음을 입증합니다. 생체 내 이식 실험에서도 신경과의 안정적인 결합과 신뢰도 높은 자극 및 유발 복합활동전위 기록이 가능함을 확인했으며, 이는 미주신경 B-섬유의 활성화와 일치하는 결과입니다. CASPER는 맞춤형, 완전 고분자형 연성 신경 인터페이스를 바이오일렉트로닉 의료 분야에 적용할 수 있는 접근성을 제시합니다.