전자공학과 광학을 함께 활용하면 눈에 보이지 않을 만큼 아주 작지만 무선으로 우리 몸상태를 측정할 수 있는 임플란트들을 만들 수 있습니다. 우리가 쓰는 스마트폰이나 노트북을 만들 때 주로 사용하는 공정을 Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) 공정이라 합니다. 이 CMOS 공정이라는 반도체 기술 위에 광학 소자를 결합시키면 무선으로 (빛으로) 전력을 공급받고 또한 빛으로 측정한 정보들을 내보내는 광전자(optoelectronic)임플란트들을 만들 수 있습니다.
이번 발표에서는 그 예로 초소형 무선 뇌파측정 임플란트, Microscale Optoelectronic Tetherless Electrode (MOTE) 을 소개합니다. 이 MOTE 은 CMOS 공정으로 만들어진 200개정도의 트랜지스터와 AlGaAs으로 만들어진 아주 작은 Light Emitting Diode (LED) 로 구성되어 있으며, 이LED를 이용해 태양광처럼 전원을 공급받고 데이터를 주고받기 때문에, 배터리나 안테나가 필요 없습니다. MOTE의 크기는 사람 머리카락보다 작고 (동양인 머리카락의 둘레는 보통 100 마이크로미터(µm)인데 비해 MOTE 은 70µm × 20µm 입니다; 1 마이크로미터는 1 미터보다 백만 배 더 작다), 무게도 모래알보다도 훨씬 가볍습니다 (모래알은 보통 670 마이크로그램(µg) 인데 비해 MOTE은 1µg 입니다). 이렇게 작지만 첨단 반도체 공정들을 접목시킴으로써 MOTE은 쥐의 뇌 속에서 1년 이상 안정적으로 작동할 수 있습니다.
이처럼 몸에 부담을 거의 주지 않으면서 오랫동안 상태를 관찰할 수 있는 기술은, 다양한 동물 실험 뿐만 아니라 인공 장기 연구에도 매우 유용하게 쓰일 수 있습니다. 이번 발표에서는 쥐의 뇌파 측정 결과 뿐만 아니라 이런 시스템을 만들기 위해 필요했던 기술들과 예상치 못한 난관들에 대하여, 특히 필요했던 소자 제작, 회로 설계, 여러 기술의 융합, 그리고 임플란트 수술 기술 개발에 대해서도 설명할 예정입니다.
마지막으로, 이번 발표에서 소개해 드릴 이러한 융합 기술들이 앞으로 세포 크기에 근접하는 다양한  초소형 의료용 임플란트를 만드는 기반이 될 수 있다는 점을 말씀드리며 발표를 마무리하겠습니다.

뇌파 측정 임플란트, 융합 CMOS 공정, 광전자