[더팩트ㅣ대전=이병수 기자] 국립한밭대학교 연구팀이 피를 뽑지 않고 땀의 색 변화만으로 당뇨병과 당뇨족(당뇨성 족부 병변)을 실시간 모니터링할 수 있는 차세대 웨어러블 센서를 최초로 개발했다.
국립한밭대는 기계공학과 하지환 연구팀이 KAIST, 한국기계연구원, California Institute of Technology 연구진과 공동으로 '무선·무배터리 다중 모달 광전자 웨어러블 센서'를 개발했다고 14일 밝혔다.
이번 연구는 땀의 색 변화를 분석하는 '비색 모니터링(Colorimetric)' 방식을 활용해 포도당과 산성도(pH), 체온 등 다양한 바이오마커를 동시에 측정하는 기술이다. 기존 땀 기반 비색 센서는 pH 측정 정도만 가능했고 포도당 측정은 정확도가 낮아 의료 현장 활용에 한계가 있었다.
특히 기존 기술은 스마트폰 카메라로 색상을 촬영해 분석하는 방식이어서 주변 밝기와 그림자 등에 따라 오차가 컸고 연속 측정도 어려웠다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 광전자 센서와 비색 드레싱을 결합한 무선·무배터리 시스템을 구현했다.
연구팀은 이번 기술을 통해 당뇨 환자의 혈당 변화와 피부 pH 불균형을 비침습적으로 장시간 추적할 수 있음을 입증했다. 당뇨족 환부에 드레싱 형태로 부착하면 포도당 농도 상승과 피부 상태 변화를 24시간 실시간으로 감지할 수 있어 조직 괴사 위험을 조기에 파악하는 데 도움이 될 것이라는 설명이다.
센서는 스마트폰을 가까이 대는 것만으로 전원이 공급돼 별도 배터리 없이 작동한다. 측정된 데이터는 무선 통신으로 실시간 전송돼 환자와 의료진이 즉시 상태를 확인할 수 있다.
이번 연구는 조석주·하지환 교수가 공동 제1저자로 참여했으며 박인규 교수, 정준호 책임연구원, 캘리포니아공과대 웨이 가오(Wei Gao) 교수팀이 공동 연구를 수행했다.
하지환 교수는 "매일 손가락 채혈을 해야 하는 당뇨 환자들의 부담을 줄이기 위해 연구를 시작했다"며 "향후 당뇨뿐 아니라 다양한 만성 질환의 맞춤형 무채혈 건강관리 플랫폼으로 확장될 수 있을 것"이라고 말했다.
연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 Advanced Functional Materials에 게재됐으며 표지 논문으로도 선정됐다.
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