피검사 대신 땀으로 건강 검진

KAIST, 웨어러블 센서 개발

정기훈 바이오및뇌공학과 교수 연구팀이 개발한 유연 미세유체 나노플라즈모닉 패치.KAIST 제공.

[충청투데이 윤경식 기자] 주사바늘로 피부를 찔러 혈액을 채취하지 않아도 땀을 통해 신체의 대사 변화를 실시간 확인할 수 있는 무채혈 검사 시대가 다가오고 있다.

걸음 수나 심박수를 측정하던 웨어러블 기기의 한계를 뛰어 넘어 땀 속 화학 물질 분석을 통해 질병을 전조를 찾아내는 기술적 토대가 마련된 셈이다.

7일 KAIST에 따르면 바이오및뇌공학과 정기훈 교수 연구팀이 피부에 부착해 땀 속의 다양한 대사산물을 정밀하게 분석할 수 있는 '나노플라즈모닉 웨어러블 센서'를 개발했다.

이번 연구는 그간 기술적 난제로 꼽혔던 '땀 수집의 불규칙성'과 '실시간 분석의 정밀도' 문제를 동시에 해결했다는 점에서 학계의 주목을 받고 있다.

기존의 웨어러블 센서들은 땀이 증발하거나 오염되는 등 외부 환경에 취약해 시간에 따른 대사 성분의 미세한 변화를 포착하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 유연한 패치 내부에 미세한 통로를 설계하고, 빛의 산란을 극대화하고 성분을 분석하는 '나노플라즈모닉 구조'를 접목했다.

땀이 흐르는 즉시 광학적 방식으로 성분을 읽어내기 때문에 별도의 표지 물질 없이도 여러 화합물을 동시에 탐지할 수 있는 것이 특징이다.

임상 실험 결과는 고무적이다. 연구팀은 실제 운동 중인 피실험자의 땀을 실시간 추적해 요산, 젖산, 티로신 등 핵심 대사 물질의 농도 변화를 확인했다.

단순히 운동량을 측정하는 수준을 넘어 근육의 피로도(젖산)는 물론 통풍(요산)이나 간·신장 질환(티로신 등)의 위험도를 일상 속에서 실시간으로 감시할 수 있다는 점을 의미한다.

이번 기술이 실험실을 넘어 본격 상용화하려면 몇 가지 과제가 남아 있다. 일상적인 활동 중 발생하는 마찰이나 수분 노출에도 센서의 정밀도가 장기간 유지될 수 있는지에 대한 내구성 검증과 대량 생산 시의 공정 비용 최적화가 향후 상용화의 관건이 될 전망이다.

정기훈 교수는 "혈액 채취라는 번거로움 없이도 만성질환 관리나 약물 반응 추적이 가능한 기반을 닦은 것"이라며 향후 환경 노출 모니터링이나 차세대 바이오마커 발굴 등 정밀 의료 분야로의 확장 가능성을 시사했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 보건복지부 등의 지원으로 수행됐다.

윤경식 기자 ksyoon1102@cctoday.co.kr