中 연구팀, 희토류 인공망막으로 쥐·원숭이 시력 회복…“인간 치료도 기대”

中 연구팀, 희토류 인공망막으로 쥐·원숭이 시력 회복…“인간 치료도 기대”

뉴시스 2025. 6. 9.

상하이 푸단대 연구논문 ‘사이언스’ 5일자 게재

희토류 텔루륨, 가시광선과 적외선을 전기 에너지로 변환시키는 특징 이용

[서울=뉴시스] 구자룡 기자 = 중국 과학자들이 희토류의 일종인 텔루륨을 이용한 인공망막으로 쥐와 원숭이의 시력을 회복해 인간 치료에도 희망을 주었다는 연구가 나왔다.

상하이 푸단대 집적회로 및 마이크로나노 전자공학과 연구팀의 논문은 5일 과학저널 ‘사이언스’에 게재됐다고 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)가 8일 보도했다.

연구팀에 따르면 시력을 잃은 쥐와 원숭이가 텔루륨으로 구동되는 인공 망막을 통해 적외선을 감지하는 특별한 능력인 ‘초고시력(슈퍼 비전)’을 제공했다.

과학자들은 이 기술이 인간의 실명을 치료하는 데 큰 희망을 가져다 줄 수 있다고 보고 있다.

연구팀은 텔루륨을 이용해 생체적합성 장치에 사용되는 나노와이어 임플란트를 만드는 방법을 보여주었다.

이 장치는 유전적으로 눈이 먼 쥐와 원숭이의 시력을 회복시키는 동시에 ‘보이지 않는 빛’을 볼 수 있는 능력을 부여했다.

은백색 원소인 텔루륨은 구리 정련의 부산물로 뛰어난 광전 특성을 지니고 있어 보조 장비 없이도 가시광선과 적외선을 전기 에너지로 변환할 수 있다.

과학자들은 텔루륨을 망막의 광수용체 세포를 대체하는 물질로 사용할 수 있으며, 빛 신호에서 변환된 전기 신호를 뇌로 보낼 수 있다.

연구진은 화학 증착법을 사용하여 150나노미터 길이의 텔루륨 나노와이어를 제작했다.

그런 다음 나노와이어의 성장을 제어하여 망막 나노스캐폴드 역할을 하는 텔루륨 나노와이어 네트워크(TeNWN)를 형성했다.

연구팀은 영상과 전기생리학적 기록을 사용해 이식된 장치가 시각 장애인 쥐의 동공 반사를 회복시키고 시각 피질의 신경 활동을 자극한다는 것을 발견했다.

연구진은 TeNWN 망막 나노 스캐폴드를 생쥐의 안구에 고정했다. 생쥐는 합병증없이 수술 다음 날부터 정상적인 시력을 회복하기 시작했다.

또한 이식된 나노스캐폴드 덕분에 생쥐는 근적외선 조건에서도 광원을 정확하게 찾을 수 있었다.

정상 쥐와 비교해 이식된 시각 장애인 쥐는 패턴 인식 능력이 더 뛰어나고 행동 테스트에서는 LED 조명을 찾을 수 있어 결국 시각이 정상인 쥐의 성능에 근접했다.

특히 연구팀은 적외선 테스트에서 TeNWN을 이식한 쥐가 시각 장애가 있거나 정상인 쥐보다 근적외선에 대한 반응률이 더 높다는 것을 확인했다.

나노 보철물은 원숭이에게 이식했을 때 안전하고 생체적합성이 있는 것으로 밝혀졌으며 정상적인 시력을 가진 원숭이에게 이식했을 때는 근적외선 민감도가 증가했다.

2023년 푸단대 같은 연구실에서는 이산화티타늄 나노와이어 어레이로 구성된 세계 최초의 인공 광수용체를 개발한 바 있다고 SCMP는 전했다.

중국은 반도체 열전냉각, 태양 전지, 적외선 감지 등의 원료로 사용되는 텔루륨의 세계 최대 생산국이자 소비국이며, 다양한 전략적 신흥 산업에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있다.

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