혁신적인 땀 분석 장치로 비침습적 건강 모니터링 가능

한국과학기술원(KIST) 연구진이 노스웨스턴대 존 A. 로저스 교수와 함께 신체 활동이 필요하지 않지만 피부를 통해 약물을 전달해 땀을 자극하는 땀 측정 장치를 개발했다고 발표했다. 피부. 운동을 통해 땀을 유도했던 기존 방식과 달리, 이 기기는 땀샘 자극 약물을 피부를 통해 직접 전달한다.

땀에는 당뇨병부터 유전 질환까지 다양한 건강 상태를 추적할 수 있는 바이오마커가 포함되어 있습니다. 혈액 채취와 달리 땀 채취는 통증이 없기 때문에 사용자가 선호합니다. 하지만 이전에는 땀을 통해 충분한 영양분이나 호르몬을 얻기 위해 강렬한 신체 활동이 필요했는데, 이는 거동이 불편한 사람들에게 문제가 되었습니다.

장치 개발 연구팀은 약물이 함유된 하이드로젤에 전류를 가해 약물을 땀샘에 전달할 수 있는 유연한 장치를 개발했다. 이 장치는 작고 부드러워 피부에 쉽게 부착할 수 있습니다. 약물에 의해 유발된 땀은 장치 내부의 미세유체 채널에 수집되어 바이오센서를 이용해 바이오마커를 분석합니다. 이를 통해 땀에 있는 바이오마커를 분석할 수 있어 검사를 위해 병원을 방문하는 시간이 줄어들고 검사 중 바이오마커 오염 위험이 줄어들어 정확도가 향상됩니다.

연구팀이 개발한 장치를 낭성섬유증이 있는 영유아에게 부착해 땀의 바이오마커인 염화물 농도를 확인했다. 그 결과는 병원에서 채취한 땀을 분석하는 전통적인 방법으로 얻은 결과와 98% 이상의 정확도로 비슷했습니다. 피부 온도와 pH 값을 측정해 피부에 대한 기기의 안정성도 확인했다. 낭포성 섬유증은 주로 유아기에 나타나므로 질병 진행 및 신체 상태에 대한 지속적인 모니터링이 필요합니다. 이 장치를 사용하면 집에서 쉽게 모니터링을 수행할 수 있어 어린이와 보호자의 심리적, 육체적 스트레스를 줄일 수 있습니다.

새로운 장치는 건강한 성인의 비침습적 땀 기반 질병 모니터링 기술을 확장하는 데 도움이 됩니다. 또한 피부 약물 전달 기술을 활용하면 땀을 유도하는 것뿐만 아니라 피부 질환이나 상처 등 국소 부위에 약물 전달 속도를 높여 치유를 가속화할 수도 있다.

박사님 KIST 바이오닉연구센터 김주희 연구원은 “노스웨스턴대학교와 2년간의 공동연구를 통해 기존 땀 유도 방식의 문제점을 해결했을 뿐만 아니라 임상시험에도 성공해 상용화에 한 발 더 다가섰다”고 말했다.."

존 A. 로저스 교수는 “향후 성인을 포함해 대규모 임상시험과 상용화를 추진할 계획”이라고 덧붙였다.

본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업과 우수신진연구원사업(RS-2023-00211342)의 지원을 받아 수행됐다. 이번 연구 결과는 최근 국제학술지 바이오센서&바이오일렉트로닉스(IF 12.6) 최신호 온라인판에 게재됐다.

연구 결과는 ScienceDirect에 게재되었습니다.