낮은 전력소모·체내 이식 가능한 인공와우 달팽이관 소자 개발

[이데일리 이승현 기자] 국내 연구진이 전력소모가 적고 체내에 완전이식해 청각장애인의 장애를 드러내지 않는 인공와우 달팽이관 소자를 개발했다.

허신 한국기계연구원 책임연구원

한국기계연구원은 나노자연모사연구실 허신 책임연구원 팀이 작동원리가 실제 귓속 달팽이관의 소리감지 메커니즘과 유사한 ‘생체모사 무전원 인공기저막’ 소자를 개발했다고 3일 밝혔다.

기존 인공와우 달팽이관 소자는 마이크로폰 소자를 사용, 소리신호를 전기신호로 변환한 뒤 신호처리 전자 칩을 통해 주파수 분리를 진행해 전력소모가 컸다. 또한 체내와 체외 장치로 나뉘어 있어 청각장애가 외부로 노출되는 단점도 있다.

연구팀이 개발한 무전원 인공기저막은 달팽이관의 기저막과 유모세포를 본뜬 소자이다.

소리 음압이 고막을 통해 이소골의 접속핀과 연결된 소자의 입력부에 전달되고 음압에 의해서 챔버 내부의 유체를 통해 소리가 전파되는 것이 생체모사 인공기저막 소자의 작동 원리이다.

연구팀은 이 소자는 기존 방식과 달리 전력소모가 적어 배터리를 자주 교체하지 않아도 되며 완전 체내이식이 가능해 장애도 노출하지 않는다고 설명했다.

기계연에 따르면 달팽이관 손상으로 청각 고도장애를 갖고 태어나는 아기는 1000명당 1명으로 연간 400~500명에 이는다. 난청 환자는 인구 1000명당 4.4명이다.

허 연구원은 “개발된 생체모사 인공달팽이관 소자 기술은 체내이식형 인공와우는 물론 에너지 수확소자와 수중 음향센서, 특수용 음향분석기 등에도 응용이 가능하다”고 말했다.

연구팀은 이번 기술개발로 논문 9편과 특허등록 15건, 특허출원 15건 등의 성과를 냈다고 밝혔다. 이 기술의 세계시장 규모는 오는 2020년 26억달러(약 2조6000억 원) 수준으로 전망된다.

생체모사 인공기저막 소자의 구성. 한국기계연구원 제공