KAIST-한밭대, '당뇨발 미리 포착' 무채혈 모니터링 센서 개발

[충청뉴스 이성현 기자] 당뇨병 환자에게 발생하는 ‘당뇨성 궤양(당뇨발)’은 치료 시기를 놓치면 절단으로 이어질 수 있는 위험한 합병증이다.

국내 공동연구진이 상처 부위에 붙이는 것만으로도 상태를 정밀 분석해 절단 위험을 획기적으로 낮출 수 있는 ‘스마트 드레싱 패치’를 개발했다.

14일 한국과학기술원(KAIST)과 국립한밭대에 따르면 KAIST 기계공학과 박인규 석좌교수와 국립한밭대 하지환 교수는 한국기계연구원, 미국 캘리포니아공대 연구팀과 공동 연구를 통해 당뇨성 궤양 관리를 위한 ‘무선·무배터리 다중 모달 광전자 웨어러블 센서’를 세계 최초로 개발했다.

연구팀이 개발한 패치는 인체에 무해한 기능성 나노섬유 드레싱과 정밀 광전자 센서를 결합한 형태다. 환부의 포도당 수치가 높아지거나 산성도(pH)가 변하면 드레싱의 색상이 변하며 패치에 내장된 센서가 이 변화를 빛의 반사율로 측정해 전기 신호로 변환한다.

이는 기존 땀 기반 비색 센서가 산성도는 측정할 수 있었으나 당뇨 지표인 포도당 모니터링은 불가능했던 점 그리고 스마트폰 카메라 촬영 방식이 주변 조명이나 그림자에 따라 큰 오차를 보였던 기술적 한계를 극복한 것이다.

연구팀은 광전자 시스템을 통해 의료 수준의 정밀한 데이터를 24시간 연속으로 확보하는 데 성공했다.

해당 기술의 가장 큰 장점은 환자의 편의성이다. 근거리무선통신(NFC) 기술을 적용해 별도의 배터리나 복잡한 전선 없이 작동한다.

또 환자가 자신의 스마트폰을 센서 가까이 가져다 대면 무선으로 전력을 공급받아 작동하며 측정된 데이터는 즉각 환자와 의료진에게 전송된다.

이를 통해 환자는 매일 바늘로 채혈하는 고통에서 벗어날 수 있다. 의료진 역시 조직 괴사로 이어질 수 있는 이상 징후를 비침습적으로 감지하고 장기간 추적 관찰할 수 있어 당뇨 환자의 삶의 질 향상에 기여할 것으로 기대된다.

연구팀은 “매일 바늘로 손가락을 찔러야 하는 당뇨 환자들의 고통을 덜어주기 위해 시작한 연구가 합병증의 선제적 진단 기술로 이어졌다”며 “이번 기술은 향후 당뇨뿐 아니라 다양한 만성 질환의 맞춤형 무채혈 건강 모니터링 시장을 선도하게 될 것”이라고 설명했다.

한편 이번 연구 결과는 재료과학 분야 최상위 학술지인 ‘어드밴스트 펑셔널 머터리얼스’에 지난 3월 표지논문으로 게재됐다.