KITECH 생산기술 전문지

본 연구에서는 외부 에너지 장치 없이 세포 증식과 분화를 촉진할 수 있는 일체형 전기 자극 시스템인 FESA(Fully Integrated Electrostimulation Assembly)를 개발하였다. FESA 시스템은 폴리도파민(PDA)이 도입된 트위스트론 에너지 하베스터와 PEDOT-코팅된 탄소나노튜브(CNT) 시트로 구성되어 있으며, 외부 전원 없이도 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하여 지속적이고 균일한 전기 자극을 제공할 수 있다. FESA의 구성 요소들은 높은 생체 적합성을 보였으며, 세포 생존율 평가에서도 우수한 결과를 나타냈다. 반월판 연세포 실험에서는 전기 자극이 콜라겐 I, 콜라겐 II, 글리코사미노글리칸(GAG) 등 세포외기질(ECM) 성분의 생성을 유의미하게 증가시키고, 세포 증식을 촉진하는 효과가 있음을 확인하였다.또한, FESA 시스템은 한정된 공간안에서 전류의 스케일업이 용이하며, 폭넓은 전류 밀도 범위를 제공하여 다양한 전류 요구 조건에 맞춰 조정할 수 있는 유연성을 갖추고 있다. 이 연구는 조직 공학 및 재생 의학에서 FESA 시스템의 응용 가능성을 보여주며, 향후 다양한 조직 재생 응용에 확대 적용할 계획이다.

키워드 전기자극, 전기화학적-기계적 하베스터, FESA 시스템, 생체재료, 조직공학