한빛사 인터뷰
- 등록2025-06-16
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
경두개 집속 초음파 자극술은 신경퇴행성 질환 및 정신질환 치료를 위한 유망한 비침습적 신경조절 기술로 주목받고 있습니다. 그러나 기존의 집속 초음파 시스템은 수많은 소자를 필요로 하기 때문에 부피가 커져서 웨어러블 장치로 활용하기 어렵고, 체내에 안정적으로 초음파를 전달하기 위해 사용되는 상용 초음파 젤은 수분 증발로 쉽게 마르며 접착력이 부족하여 의료진의 지속적인 위치 조정이 필요하다는 한계가 있습니다.
이를 해결하기 위해, 본 연구팀은 일반적인 신경 전극과 유사한 크기의 초소형 집속 초음파 트랜스듀서에 생체접착성 음향 하이드로젤을 통합한 장기 사용이 가능한 착용형 초음파 시스템을 개발하였습니다. 개발된 시스템은 압전 세라믹(PZT) 소자에 공기 공동체 프레넬 렌즈(Air-cavity Fresnel lens)를 접목하여, 목표한 초점 깊이에서 높은 해상도의 초음파 집속 성능을 구현하였습니다. 또한, 트랜스듀서에 통합된 생체접착성 음향 하이드로젤은 우수한 피부 접착력과 장기간 유지되는 낮은 음향 감쇠율(acoustic attenuation)을 보여 안정성을 입증하였습니다. 본 장치는 기능적 전기 자극(Functional electrical stimulation)으로 유도된 체성감각 유발전위(Somatosensory Evoked Potential)를 28일간 안정적으로 억제하는 데 성공하였으며, 장기 착용이 가능한 차세대 신경조절 시스템으로서의 가능성을 확인하였습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 현재 The University of Texas at Austin의 Biomedical Engineering 학과에 소속된 Dr. Huiliang Wang 교수 연구실(Wang Lab)에서 신경조절용 초음파 트랜스듀서 개발을 중심으로 연구를 수행하고 있습니다. Wang Lab은 초음파 자극에 의해 활성화되는 나노입자(nanoparticle)를 기반으로 한 신경 조절 및 약물 전달 시스템, 그리고 웨어러블 신경 인터페이스 플랫폼 개발을 주로 연구하고 있습니다. 더불어, 사람의 신경질환 치료에 직접 적용 가능한 intrinsic 초음파 트랜스듀서 시스템 또한 함께 연구 중입니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
한국에서 석사 및 박사과정을 마친 후, 박사후연구원으로서 미국 연구실에 와서 새로운 환경에 적응하고 연구 성과를 만들어가는 과정이 쉽지 않았습니다. 그러나, 결국에는 이렇게 의미 있는 결과를 이끌어낼 수 있었고, 이러한 성과를 얻게 되어 매우 기쁘게 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
많은 연구자분들께서 공통적으로 강조하시는 것이 협업의 중요성입니다. 특히 융합학문의 특성상 협업이 없이는 성공적인 연구성과를 얻기가 매우 어렵습니다. 이를 실현하기 위해서는 자신에게 주어진 역할에 최선을 다하는 동시에, 동료가 도움이 필요할 때 기꺼이 도와주는 태도가 필요합니다. 이는 가장 단순하면서도 실천하기 매우 어려운 삶의 자세이지만 꾸준히 지키려고 노력한다면 함께 성장하고 의미 있는 성과를 이끌어낼 수 있을 것이라 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 다기능을 갖춘 고성능 초음파 트랜스듀서를 개발하고, 이를 다양한 분야에 적용하는 것을 목표로 하고 있습니다. 초음파 신경자극술은 상대적으로 안정하고 비침습적인 특성을 지니고 있어, 이를 기반으로 신경과학, 재활의학, 정신질환 치료 등 여러 분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 아울러 현재 계획 및 진행중인 연구를 한국의 대학 및 연구기관에서도 이어갈 수 있는 기회를 찾고 있습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
본 연구는 공동 제1저자인 Kai Wing Kevin Tang, Ju-Chun Hsieh 박사과정생의 도움 없이는 이뤄질 수 없는 성과였으며, 아울러 연구 전반을 지도해주신 Huiliang Wang 교수님께 감사를 드립니다.
#Wearable ultrasound Transducer
# Acoustic hydrogel
# Neuromodulation
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