[논문]완전삽입형 인공망막 구현을 위한 인공망막모듈 개발

이강욱; 카이호 요시유키; 후쿠시마 타카후미; 타나까 테츠; 고야나기 미쯔마사

doi:10.9718/jber.2010.31.4.292

문제 정의

따라서 이러한 문제점들을 해결하여 궁극적으로 사람의 안구와 유사한 성능을 구현할 수 있는 고속.고성능의 인공시각을 제안하고자 한다. 본 연구에서는 시스템 전체를 안구 내에 삽입할 수 있도록 크기가 작으면서도 신속운동 효과의 실현을 통해 고속의 신호처리가 가능한, 3차원 적층구조를 갖는 완전삽입형 인공 망막 (fUlly implantable retinal prosthesis)을 개발하고 있다.
본 연구에서는 단층구조의 망막 칩을 적용하여 완전삽입형 인공 망막 모듈에 대한 평가를 진행하였다. 현재 수광소자 및 신호 처리 소자들을 3차원으로 적층한 적 층구조의 망막 칩을 구현하기 위 한 3차원 적층기술 및 3차원 구조의 망막 칩과 플랙시블 케이블 간을 미세한 메탈전극을 이용하여 전기적으로 연결하는 flip-chip 실장기술을 개발 중에 있다.
고성능의 인공시각을 제안하고자 한다. 본 연구에서는 시스템 전체를 안구 내에 삽입할 수 있도록 크기가 작으면서도 신속운동 효과의 실현을 통해 고속의 신호처리가 가능한, 3차원 적층구조를 갖는 완전삽입형 인공 망막 (fUlly implantable retinal prosthesis)을 개발하고 있다. [9-12], 그림 1은 완전삽입형 인공망막에 대한 개념도 이다.
본 연구에서는 완전삽입 형 인공망막 구현에 핵심 이 되는 자극전류 발생장치로, 인공망막모듈 (retinal prosthesis module)을 개발하였다. 종래의 자극전류발생기와는 달리, 자극전극채널이 형성된 플랙시블 케이블과 망막 칩이 일체형으로 실장된 구조의 인공 망막 모듈을 제작하였다.
본 연구에서는 자극전류 발생장치로서, 종래의 자극전류 발생기와는 상이한자극전극채널이 형성된 폴리머 계열의 플랙시블 케이블과 망막 칩이 일체형으로 실장된 구조의 인공망막모듈을 개발하였다. 인공망막모듈의 구현 가능성 평가를 위해 2차원 구조의 단층 망막 칩을 이용하였다.
본 연구에서는, 완전삽입형 인공망막 구현에 핵심이 되는 인공 망막 모듈을 개발하였다. 자극전극채널이 형성된 플랙시블 케이블과 망막 칩이 일체형으로 실장된 인공망막모듈을 제작하였다.
자극전극채널이 형성된 플랙시블 케이블과 망막 칩이 일체형으로 실장된 인공망막모듈을 제작하였다. 완전삽입형 인공망막모듈의 구현 가능성 평가를 위해, 본 연구에서는 수광소자 및 자극전류 생성회로로 구성된 2차원 구조의 단층 망막 칩을 케이블 위에 실장하였다. 제작된 인공망막 모듈을 이용하여 입력광-출력전압특성을평가한후, 외과수술을통해 토끼의 안구에 삽입하여 망막자극 평가를 위한 생체 (必-讶四) 실험을 진행하였다.
현재 수광소자 및 신호 처리 소자들을 3차원으로 적층한 적 층구조의 망막 칩을 구현하기 위 한 3차원 적층기술 및 3차원 구조의 망막 칩과 플랙시블 케이블 간을 미세한 메탈전극을 이용하여 전기적으로 연결하는 flip-chip 실장기술을 개발 중에 있다. 이러한 기술들의 개발을 통해3차원 적층 구조의 인공망막 칩 및 인공망막모듈로 구성된 인공망막을 개발하여, 궁극적으로 인간의 눈과 유사한 수준의 성능을 갖춘 완전삽입형 인공망막을 구현하고자 한다.
종래의 자극전류발생기와는 달리, 자극전극채널이 형성된 플랙시블 케이블과 망막 칩이 일체형으로 실장된 구조의 인공 망막 모듈을 제작하였다. 인공망막모듈에 대한 평가를 위해, 본 연구에서는 2차원의 단층 망막 칩을 실장하였다. 제작된 인공 망막 모듈을 외과수술을 통해 토끼의 안구에 삽입한 후, 망막자극 평가를 위한 생체 (in-vivo) 실험을 진행하였다.

제안 방법

플랙시블 케이블 구조 형성을 위한 패터닝 후。2 RIE (Reactive Ion Etching) 공정을 적용하여 불필요한 폴리머 층을 에칭하였다. 마지막으로ANhardmask막을제거하게 되면, 자극 전극 채널을 갖는 플랙시블 케이블이 완성이 된다.
다음으로 3呻두께의 감광성 폴리머(CRC-8600)를 전면에 코팅 한 후, 노광공정을 이용하여 자극전극채널 부위를 노출시키기 위한 홀 패턴을형성하였다. Lift-off 방식을 이용하여 노출된 전극채널 홀 상부에 자극전극물질로 생체적합성 특성이 우수한 Pt (lOOnm) 전극을 형성하였다. 그리고 외부와의 전기적 연결 및 전력공급을 위해Au(100nm)/Cr(lum) 배선층을 스퍼터 공정을 이용하여 형성 한 후, 플랙시블 케이블로 사용하기 위한 폴리머 (HX3400) 를 전면에 17um 두께로 코팅하였다.
Lift-off 방식을 이용하여 노출된 전극채널 홀 상부에 자극전극물질로 생체적합성 특성이 우수한 Pt (lOOnm) 전극을 형성하였다. 그리고 외부와의 전기적 연결 및 전력공급을 위해Au(100nm)/Cr(lum) 배선층을 스퍼터 공정을 이용하여 형성 한 후, 플랙시블 케이블로 사용하기 위한 폴리머 (HX3400) 를 전면에 17um 두께로 코팅하였다.
다음으로 3呻두께의 감광성 폴리머(CRC-8600)를 전면에 코팅 한 후, 노광공정을 이용하여 자극전극채널 부위를 노출시키기 위한 홀 패턴을형성하였다. Lift-off 방식을 이용하여 노출된 전극채널 홀 상부에 자극전극물질로 생체적합성 특성이 우수한 Pt (lOOnm) 전극을 형성하였다.
망막 칩 에서는 자극전류 변수들을 각 환자들에게 적합하도록 최적화하는 것이 중요하다. 따라서 바이어스(bias) 전압에 따라전류펄스의 파형을조절할 수 있도록 pixel회로를 설계하였다. 회로도에서 알 수 있듯이, 양극 및 음극펄스제 어부 내에 형성 된 바이 어 스 트랜지 스터 들을 이 용하여 입사되는 빛의 조도에 따라출력되는 자극전류펄스의 주파수를 적절하게 변화시킬 수 있다.
망막 칩 이 실장된 인공망막모듈을 수술을 통해 토끼 의 안구내 에 삽입한 후, 동물 실험(初瑚沙。)을 진행하여 인공망막 모듈의 전기자극 특성을 평가하였다. 수술을 진행하기 1주일 전에 요오드산 (iodic acid, HIO3) 용액 40㎎/㎏을 일본 백색토끼 (2-3 킬로그램)의 정맥에 투여하여 시세포를 변형시켰다.
제작된 인공 망막 모듈은 입사광의 조도 및 조도시간에 따라 출력전압의 주파수가 선형적으로 변화하고 있어, 제작된 모듈이 정상적으로 동작하고 있음을 확인하였다. 망막 칩 이 실장된 인공망막모듈을 외과수술을 통해 토끼의 안구내에 삽입 한 후, 동물 실험(讷-vivo)을 진행하여 인공 망막 모듈의 전기자극 특성을 평가하였다. 인공망막모듈에 구동 전압과 바이어스전압을 인가한 상태에서 조도 10.
회로도에서 알 수 있듯이, 양극 및 음극펄스제 어부 내에 형성 된 바이 어 스 트랜지 스터 들을 이 용하여 입사되는 빛의 조도에 따라출력되는 자극전류펄스의 주파수를 적절하게 변화시킬 수 있다. 망막 칩의 구동전압은 3.3V이며, 자극전류펄스의 폭, 양극펄스와 음극펄스간의 간격 및 조도에 따른 수광소자의 감도를 조절하기 위해 12종류의 바이어스 전압을 입력할 수 있도록 하였다. 이것은 동일한 빛신호에서도 각 환자들에 필요한 최적의 자극전류펄스 파형이 다르기 때문이다 [13].
망막모듈 제작을 위해 자극전극채널을 갖는 플랙시블 케이블에 망막 칩을 실장하였다. 플랙시블 케이블 앞단부의 상부면에 에폭시 수지를 이용하여 단층의 망막 칩을 실장 한 후, 와이어 본딩을 이용하여 망막 칩과 플랙시블 케이블을 전기적으로 연결하였다.
먼저 생체적합성이 양호하고 유연성을 갖는 폴리머 소재를 이용하여 16개의 Pt 자극전극채널을 갖는 플랙시블 케이블을 제작한 후, 자극전극의 임피던스 특성을 평가하였다. 입 력전압의 주파수 400Hz 조건에서 Pt 자극전극은9.
그림 11은 플랙시플 케이블 상에 망막 칩을 실장하는 공정을 나타내고 있다. 먼저 열 경화성 에폭시 수지 (EPO-TEK)를 이용하여 2.4 X 2.4mm 크기와 400um두께를 갖는 망막 칩에, 열 압착 (150℃ /Ihr, 加重30g)을 가해 플랙시플 케이블 앞단부의 상부면에 고정을 한 후, 반도체 공정에서 사용하는 와이어본딩 기술을 이용하여 망막 칩의 패드와 플랙시플 케이블상의Au배선을 전기적으로 연결하였다. 망막 칩을 안구 내의 부식성 생체액으로 부터 보호하기 위하여, 생체적합성이 양호한 silicone (KJR-9022) 물질로 칩 전면을 덮었다.
먼저 플랙시블 케이블을Si 기판으로부터 분리하는데 사용되는 희생 층으로 스퍼터 Al(500nm) 및 플라즈마 SiC) 2(500nni)막을형성하였다. 다음으로 3呻두께의 감광성 폴리머(CRC-8600)를 전면에 코팅 한 후, 노광공정을 이용하여 자극전극채널 부위를 노출시키기 위한 홀 패턴을형성하였다.
특성을 평가하였다. 수술을 진행하기 1주일 전에 요오드산 (iodic acid, HIO3) 용액 40㎎/㎏을 일본 백색토끼 (2-3 킬로그램)의 정맥에 투여하여 시세포를 변형시켰다. 요오드산용액은시세포에 영양을 공급하는 망막색소상피세포에 대해 세포독성을 가지고 있으므로, 시세포로의 영양공급을차단하여 시세포를 변형시킨다.
망막 표면에 고정된 자극전극채널은 플래이트 케이블을 통해 외부의 자극전류펄스 발생장치에 연결이 되었다. 실험은 마취된 토끼와 LED조사장치를 실험용 박스의 밀폐된 공간 내에 넣은 후, 암실 조건 하에서 진행을 하였다.
안구 내에서의 자극전극의 전기적 특성을 평가하기 위해, 임피던스 분석 기 를 이용하여 전극의 임 피 던스를 측정하였다. 그림 9는인피던스측정 시스템의 구성을 보여주고 있다.
이는 조사된 빛 이 안 구내의 인공망막 칩에 의해 자극전류로 변환된 후, 자극전류의 전기자극이 시피질로 전달되어졌음을 의미하는 것이다. 안구내에 삽입된 망막 칩을 통해 입사된 빛이 전기신호로 변환이 되고, 전류펄스 발생회로를 통해 생성된 자극전류가 Pt자극전극을 통해 망막세포를 전기적으로 자극하여 토끼의 뇌 로 부터 전기유발전위 반응을 끌어낸 실험결과를 얻었다. 그러나 일반적으로 기록되는 전기유발전위 파형에서 볼 수 있는음의 피크파형이 자극초기에 나타나지 않고 있는데, 본 동물실험의 개체 수가 적어 정확한 현상을 설명하기가 충분치 않으므로 추가적인 동물실험을 통해 검증할 예정이다.
기준 전극으로는 Ag/AgCl을, 상대 전극으로는 Pt을 이용하였다. 안구내에 존재하는 성분과 유사한 0.9% 식염수 내에서, OmV을 기준전압으로, 진폭 10m V 및 주파수 1Hz - 10MHz의 정현파를 자극전극에 가하면서, 자극전극의 임피던스의 크기와 위상변화를 측정하였다.
인공망막모듈을 제작하기 위해, 자극전극채널을 갖는 플랙시플케이블을 제작한 후 케 이블 앞단부에 망막 칩 을 실장하였다. 그림 11은 플랙시플 케이블 상에 망막 칩을 실장하는 공정을 나타내고 있다.
인공망막모듈을 토끼의 안구내에 완전하게 삽입 한 후, 망막 못을 이용하여 자극전극채널을 갖는 플랙시블 케이 블을 망막앞에 고정하였다. 그림 15는 외과수술을통해 토끼의 안구내에 삽입된 인공 망막 모듈과 망막 칩 사진을 보여주고 있다.
자극전류펄스 발생장치를 이용하여 펄스의 진폭、간극 및 주파수를 제어 한다. 자극전극을 통해 망막을 전기 적으로 자극할 때 발생하는 전기유발전위를 측정한다. 전위측정 장비에서는 도출 전극과 기준전극에 의해 측정된 각각의 뇌파의 차를 기록하여 전위를 측정하게 된다.
개발하였다. 자극전극채널이 형성된 플랙시블 케이블과 망막 칩이 일체형으로 실장된 인공망막모듈을 제작하였다. 완전삽입형 인공망막모듈의 구현 가능성 평가를 위해, 본 연구에서는 수광소자 및 자극전류 생성회로로 구성된 2차원 구조의 단층 망막 칩을 케이블 위에 실장하였다.
전기유발전위란 망막이 전류에 의해 자극될 때, 시피질 부위에서 발생하는 활동전위이다. 자극전류펄스 발생장치를 이용하여 펄스의 진폭、간극 및 주파수를 제어 한다. 자극전극을 통해 망막을 전기 적으로 자극할 때 발생하는 전기유발전위를 측정한다.
인공망막모듈에 대한 평가를 위해, 본 연구에서는 2차원의 단층 망막 칩을 실장하였다. 제작된 인공 망막 모듈을 외과수술을 통해 토끼의 안구에 삽입한 후, 망막자극 평가를 위한 생체 (in-vivo) 실험을 진행하였다.
완전삽입형 인공망막모듈의 구현 가능성 평가를 위해, 본 연구에서는 수광소자 및 자극전류 생성회로로 구성된 2차원 구조의 단층 망막 칩을 케이블 위에 실장하였다. 제작된 인공망막 모듈을 이용하여 입력광-출력전압특성을평가한후, 외과수술을통해 토끼의 안구에 삽입하여 망막자극 평가를 위한 생체 (必-讶四) 실험을 진행하였다.
제작된 인공망막모듈을 생체 내의 안구에 삽입하기 전에, 인공 망막 모듈이 정 상적 으로 동작하는 지 를 평 가하였다. 평가 방법 으로는 망막 칩이 실장되어 있는 인공망막모듈의 앞단부에 빛을 조사한 후, 망막 칩에서 출력되는 전압파형의 주파수를 측정하여 모듈이 정상적으로 동작하는지 확인하였다.
제작된 인공망막모듈을 생체 내의 안구에 삽입하기 전에, 인공 망막 모듈이 정 상적 으로 동작하는 지 를 평 가하였다. 평가 방법 으로는 망막 칩이 실장되어 있는 인공망막모듈의 앞단부에 빛을 조사한 후, 망막 칩에서 출력되는 전압파형의 주파수를 측정하여 모듈이 정상적으로 동작하는지 확인하였다.
종래의 자극전류발생기와는 달리, 자극전극채널이 형성된 플랙시블 케이블과 망막 칩이 일체형으로 실장된 구조의 인공 망막 모듈을 제작하였다. 인공망막모듈에 대한 평가를 위해, 본 연구에서는 2차원의 단층 망막 칩을 실장하였다.
정 상적 으로 동작하는 지 를 평 가하였다. 평가 방법 으로는 망막 칩이 실장되어 있는 인공망막모듈의 앞단부에 빛을 조사한 후, 망막 칩에서 출력되는 전압파형의 주파수를 측정하여 모듈이 정상적으로 동작하는지 확인하였다. 인공망막모듈은 전원 전압과 12종류의 바이어스전압의 인가에 의해 구동이 된다.
칩을 실장하였다. 플랙시블 케이블 앞단부의 상부면에 에폭시 수지를 이용하여 단층의 망막 칩을 실장 한 후, 와이어 본딩을 이용하여 망막 칩과 플랙시블 케이블을 전기적으로 연결하였다. 안구내의 체액으로부터 망막 칩을보호하기 위하여, 생체적합성이 양호한 silicone (KJR-9022) 물질로 칩을 밀봉하였다.

대상 데이터

평가에는 일본 東陽 Tech사의 임 피던스 어 날라이 저 (Solartron 1260형) 을 이용하였다. 기준 전극으로는 Ag/AgCl을, 상대 전극으로는 Pt을 이용하였다. 안구내에 존재하는 성분과 유사한 0.
망막 칩은 4 x 4 pixel구조의 수광회로, 전류펄스발생기 및 음극과 양극 펄스 제어부로 되어 있다. 망막 칩 은 VDEC (VLSI Design and Education Center)의 0.35pm CMOS 공정 (Douple Poly-Si, Triple Metal) 에 의해 제작이 되었다. 망막 칩의 크기는 2.
4mm 크기와 400um두께를 갖는 망막 칩에, 열 압착 (150℃ /Ihr, 加重30g)을 가해 플랙시플 케이블 앞단부의 상부면에 고정을 한 후, 반도체 공정에서 사용하는 와이어본딩 기술을 이용하여 망막 칩의 패드와 플랙시플 케이블상의Au배선을 전기적으로 연결하였다. 망막 칩을 안구 내의 부식성 생체액으로 부터 보호하기 위하여, 생체적합성이 양호한 silicone (KJR-9022) 물질로 칩 전면을 덮었다. 마지 막으로 플랙 시 플 케 이 블을 제 작한 기 판을 HF 수용액 (HF:NH4F=l:10)에 넣어 희생층인 SiO2 및Al막을 제거하여 Si 기판으로부터 분리를 시킴으로서, 얇은 두께의 플랙시플 케이블로 구성된 인공망막모듈이 제작되었다.
전위측정 장비에서는 도출 전극과 기준전극에 의해 측정된 각각의 뇌파의 차를 기록하여 전위를 측정하게 된다. 본 실험에서는16채널의 Pt 자극 전극이 토끼의 안구내에 이식이 되어 망막을 자극하는데 사용 되었다. 토끼의 안구부근에는 빛을 조사하기 위한 LED 가설치되어져 있다.
9kQ의 임피던스 특성 을 보이고 있다. 본 연구에서 사용한 망막 칩의 출력 자극 전류 펄스의 진폭은 1.65V로 주파수가 400Hz의 경우 세포에 가해지는 자극전류의 크기는 16011A가 된다. 출력자극전류 펄스의 폭이 1msec의 경우, 세포에 가해지는전하량은0.
플랙시블 케이블 앞단부의 상부면에 에폭시 수지를 이용하여 단층의 망막 칩을 실장 한 후, 와이어 본딩을 이용하여 망막 칩과 플랙시블 케이블을 전기적으로 연결하였다. 안구내의 체액으로부터 망막 칩을보호하기 위하여, 생체적합성이 양호한 silicone (KJR-9022) 물질로 칩을 밀봉하였다. 마지 막으로플랙 시플 케이블을 제작한 SJ기 판을 HF 수용액 에 넣어 Si 기 판으로부터 분리함으로써, 얇은 韋께의 플랙시플 케이블로 구성된 인공 망막 모듈을 성 공적 으로 제 작하였다.
인공망막모듈의 구현 가능성 평가를 위해 2차원 구조의 단층 망막 칩을 이용하였다.
이러한 MOSFET의 gate 전압을 조절함으로써 출력되는 망막자극전류의 펄스의 폭, 양/음극 펄스의 간격 및 입사광의 조도에 따른감도등을 변화시키는 것이 가능하다 [15丄 이를 통해 인공망막모듈을 안구 내에 삽입한 후 환자의 망막 상태에 따라 자극전류의 파형을 임의로 조절하는 것이 가능하게 된다. 입력 광을 위한 광원은 조도를 0 姒 - 60 klx까지 변화가 가능한 라이트를 이용하였다.
그림 9는인피던스측정 시스템의 구성을 보여주고 있다. 평가에는 일본 東陽 Tech사의 임 피던스 어 날라이 저 (Solartron 1260형) 을 이용하였다. 기준 전극으로는 Ag/AgCl을, 상대 전극으로는 Pt을 이용하였다.
보여주고 있다. 플랙시블 케이블 물질로는, 생체 친화성을 가지면서 유연한 폴리미드를 적용하였다. 플랙시블 케이블은 웨이퍼 상에서 형성을하였다.
플랙시블 케이블은 망막 내에 삽입이 되는 인공망막모듈부와 전력공급을 위한 전극 패드 부로 구성되어 있다. 플랙시블 케이블의 전체길이는 35mm이고 두께는20um이다. 플랙시블 케이블에는4 X 4의 Pt 자극 전극 채널이 형성되어 있으며, 전극의 크기는lOOum원형, 전극 간 간격은200 lim이다.

이론/모형

실험 직전에 ketamine (66 ㎎/㎏)과 xylazine (33 m攻kg)을 근육 주사하여 토끼를 마취시킨 후, 시간 경과에 따라 지속적으로 마취액을 추가하여 마취상태를 유지하였다. 본 연구에서 진행된 동물 실험의 모든 절차는 동물 실험 등에 관한 규정 (Association for Research in Vision and Ophthalmology, ARVO)을 준수하였으며, 동북대 학의 공과 연구과의 협력을 얻어 진행을 하였다.

성능/효과

상기의 결과들은 전기유발전위의 진폭。], 안구내에 삽입된 망막 칩에 조사되는 빛의 조도 및 조사시간 변화에 대응하여 적절하게 변화하고 있음을 나타내고 있는 것으로, 이러한 결과들은 본 연구에서 제안하고 있는 완전삽입형 인공망막의 구현 가능성을 보여주고 있다.
이를 통해 입사된 빛이 안구내의 인공망막 칩에 의해 자극전류로 변환이 된 후, 변환된 전기자극이 시피질로 성공적으로 전달되어졌음을확인할 수 있었다. 또한, 입사되는 빛의 조도 및 조도시간에 따라 망막 칩의 전기유발전위 진폭이 변화하고 있음을 확인하였다. 이러한 결과는, 수광소자, 자극전류생성회로 및 자극전극채널로 구성된 인공망막모듈을 안구 내에 삽입함으로써 시각을 재생하는 것이 가능하다는 것을 의미하는 것으로, 본 연구에서 제안하고 있는 안구 내 완전삽입 형 인공망막 구현이 가능함을 시사하여 주고 있다.
요오드산용액은시세포에 영양을 공급하는 망막색소상피세포에 대해 세포독성을 가지고 있으므로, 시세포로의 영양공급을차단하여 시세포를 변형시킨다. 망막전위도 (electroretinogram, ERG) 측정을 통해 정상 상태 대비하여 시세포가 변형된 것을 확인하였다. 실험 직전에 ketamine (66 ㎎/㎏)과 xylazine (33 m攻kg)을 근육 주사하여 토끼를 마취시킨 후, 시간 경과에 따라 지속적으로 마취액을 추가하여 마취상태를 유지하였다.
또한, 입사되는 빛의 조도 및 조도시간에 따라 망막 칩의 전기유발전위 진폭이 변화하고 있음을 확인하였다. 이러한 결과는, 수광소자, 자극전류생성회로 및 자극전극채널로 구성된 인공망막모듈을 안구 내에 삽입함으로써 시각을 재생하는 것이 가능하다는 것을 의미하는 것으로, 본 연구에서 제안하고 있는 안구 내 완전삽입 형 인공망막 구현이 가능함을 시사하여 주고 있다.
그림에서 알 수 있듯이 입사광의 조도 증가에 따라 인공망막모듈에서 출력되는 출력전류 주파수가 선형적으로 증가하고 있다. 이러한 결과로부터, 인공망막모듈내의 망막 칩과 플랙시블 케이블간의 전기적 접속, 그리고 인공망막모듈과 외부 전원간의 전기적 접속이 양호하게 이루어져, 모듈이 정상적으로 동작되고 있음을 확인하였다.
72klx의 빛을 조사했을 때, 전기유발전위의 파형이 크게 변화를 하였다. 이를 통해 입사된 빛이 안구내의 인공망막 칩에 의해 자극전류로 변환이 된 후, 변환된 전기자극이 시피질로 성공적으로 전달되어졌음을확인할 수 있었다. 또한, 입사되는 빛의 조도 및 조도시간에 따라 망막 칩의 전기유발전위 진폭이 변화하고 있음을 확인하였다.
나타내고 있다. 인공망막모듈에서 양극성 펄스가 양호하게 생성되어지고 있음을 확인할 수 있다.
정상적으로 동작하는 지를 평 가하였다. 제작된 인공 망막 모듈은 입사광의 조도 및 조도시간에 따라 출력전압의 주파수가 선형적으로 변화하고 있어, 제작된 모듈이 정상적으로 동작하고 있음을 확인하였다. 망막 칩 이 실장된 인공망막모듈을 외과수술을 통해 토끼의 안구내에 삽입 한 후, 동물 실험(讷-vivo)을 진행하여 인공 망막 모듈의 전기자극 특성을 평가하였다.

후속연구

안구내에 삽입된 망막 칩을 통해 입사된 빛이 전기신호로 변환이 되고, 전류펄스 발생회로를 통해 생성된 자극전류가 Pt자극전극을 통해 망막세포를 전기적으로 자극하여 토끼의 뇌 로 부터 전기유발전위 반응을 끌어낸 실험결과를 얻었다. 그러나 일반적으로 기록되는 전기유발전위 파형에서 볼 수 있는음의 피크파형이 자극초기에 나타나지 않고 있는데, 본 동물실험의 개체 수가 적어 정확한 현상을 설명하기가 충분치 않으므로 추가적인 동물실험을 통해 검증할 예정이다.

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완전삽입형 인공망막 구현을 위한 인공망막모듈 개발
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