영남대학교(총장 최외출) 전자공학과 장종문 교수 연구팀이 인공와우 수술 후 발생하는 염증과 청력 손실을 줄일 수 있는 ‘마이크로 3D 약물 임플란트’를 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구 성과는 국제학술지 Sensors and Actuators B: Chemical(IF 7.7, INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION (디바이스/시스템 분야 상위 2%)에 온라인으로 먼저 공개되었으며, 2025년 12월호에 정식 게재될 예정이다.

인공와우는 청력을 잃은 환자에게 소리를 들을 수 있게 해주는 사실상 유일한 치료법이다. 그러나, 전극 삽입 과정에서 조직 손상과 염증으로 남아 있는 청력이 추가로 손상되는 사례가 꾸준히 보고돼 왔다. 기존 약물 치료법은 효과가 길어야 1~2주에 불과하고, 남은 전달체를 제거하기 위해 추가 수술이 필요하다는 한계가 있었다. 

 장종문 교수 연구팀이 개발한 임플란트는 머리카락 굵기 수준의 초소형 구조로 달팽이관에 무리 없이 삽입할 수 있으며, 덱사메타손(DEX), 항산화제(NAC), 성장인자(GDNF) 등 여러 약물을 동시에 탑재할 수 있다. 

     ▲ 장 종문 교수

특히 약 30일 동안 약물을 꾸준히 방출한 뒤 체내에서 자연스럽게 분해되기 때문에 환자에게 추가적인 부담이 전혀 없다. 

아주대 이비인후과 장정훈 교수팀과 함께 진행한 동물실험 결과, 해당 장치를 적용한 경우 수술 후 염증이 크게 줄고 남아 있던 청력이 보존되는 효과가 확인됐다. 특히 급성 염증 반응이 가장 심한 수술 직후 첫 1개월 동안 안정적인 약물 공급이 가능하다는 점에서 임상적 가치가 크다.

 이번 연구는 스위스연방공과대학교(EPFL)와 아주대 의과대학 등 국내외 연구진과의 공동연구로 수행됐다. 연구진은 앞으로 생분해성 소재와 미세 3D 프린팅 기술을 활용해 인공와우뿐 아니라 뇌신경계, 안과, 정형외과 등 다양한 분야의 이식형 약물 전달 장치 개발로 연구를 확대할 계획이다.

영남대 전자공학과 장종문 교수는 “이번 연구는 인공와우 수술 환자의 삶의 질을 높이는 동시에 차세대 정밀 의료기기 시장을 선도할 수 중요한 발판이 될 것”이라며 “맞춤형 약물 치료 및 환자 맞춤형 의료기기 개발에서도 선도적인 역할을 하겠다”고 밝혔다.

 이번 연구는 한국연구재단 한-스위스 양자연구교류지원사업, 지역혁신선도연구센터사업, STEAM연구사업, 특구혁신성장스케일업사업, 영남대학교 연구비의 지원을 받아 수행됐다.

<마이크로 3D 약물 전달 임플란트 개념도>