미세바늘이 달린 필름을 피부에 부착하면 근접 체액의 pH 분포도를 측정해 진단하는 방식으로 침습 방식이 아니던 기존 웨어러블 진단기기보다 정확하다.

이 센서 플랫폼은 당뇨병, 대사질환 등 생화학 진단을 하는 웨어러블 디바이스 개발에도 적용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

1일 KAIST에 따르면 웨어러블 플랫폼소재 기술센터 배병수 교수가 KIST 이원령 박사, 서울대학교병원 정승환 박사와 공동으로 이같은 성과를 냈다.

말초동맥질환은 질병을 인지할만한 증상이 나타나지 않는다. pH변화를 모니터링하면 젖산증을 감지할 수 있고 허혈성 손상으로 인한 조직 손상을 추측할 수 있지만 피부 pH 기록은 땀, 물, 화장품 등의 오염물질로 부정확하다는 단점이 있다. 정확한 측정을 위해서는 광범위한 영역에 걸쳐 피부 산도를 직접 측정하는 것이 중요하다.

연구팀은 미세바늘을 이용해 최소 침투하고 피부의 넓은 곡면 영역에 부드럽게 접촉시켜 상시 체액 모니터링이 가능한 생화학 센싱 플랫폼을 완성했다.

이 센서는 돼지 피부 1000번 삽입, 1.5mm의 굽힘 변형 실험 후에도 80% 이상의 센서 감도를 유지하는 등 높은 기계적 안정성을 가졌다.

말초혈관질환 쥐 실험을 통해 의료적 적용 가능성을 입증했다. 우측 다리로 이어지는 고관절에 위치한 동맥혈을 수술용 실로 조여 혈류를 인공적으로 악화시킨 후 피하 체액 pH를 센서로 측정한 결과 말단으로 갈수록 산성화된 결과를 보였다.

연구 관계자는 "국소 부위에서의 체내 생화학 신호를 장기간 안정적으로 측정할 수 있는 최소 침습형 생화학 센서 제작 기술 확보가 가능할 것으로 기대된다"면서 "만성적인 질병을 가진 환자들에 대한 신뢰할 수 있는 임상 데이터를 제공하고 환자 통증이나 불편함 없이 질환을 모니터링하고 시기적절한 치료를 할 수 있게 될 것"이라고 말했다.