'숨 쉬는' 센서로 피부건강 오래 측정…"미세먼지로 아토피 악화"

환경 요인이 피부 건강에 미치는 영향을 장기간 정밀하게 측정할 수 있는 '숨 쉬는 피부 분석기(Breathable Skin Analyzer, BSA)' 개념(위)과 BSA로 미세먼지 농도가 높을수록 아토피 피부염 환자의 피부 수분이 줄고 수분 손실이 커졌다는 사실을 확인한 실험 결과(아래). 포스텍 제공

국내 연구팀이 피부 수분 함량 등 피부 건강 지표를 장기간 정확하게 측정할 수 있는 센서를 개발했다. 공기가 자유롭게 드나들어 피부 자극이 적고 안정적으로 데이터를 수집할 수 있어 피부 건강과 환경 요인의 상관관계를 명확히 밝혀낼 기술이다.

포스텍은 강대식 기계공학과 교수팀이 한승용·고제성 아주대 기계공학과 교수팀, 홍인식 연세대 연구원과 함께 피부 건강을 오랜 시간 정확하게 측정할 수 있는 '숨 쉬는 피부 분석기(BSA)'를 개발했다고 7일 밝혔다. 연구결과는 10월 15일(현지시간) 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 공개됐다.

피부는 외부 환경으로부터 몸을 지키는 첫 번째 방패 역할을 한다. 피부 건강을 판단하는 주요 지표는 '피부 수분 함량(SH)'과 '경피 수분 손실(TEWL)'이다. 수분이 충분하고 수분 손실이 적을수록 피부가 건강하다는 뜻이다.

기존 측정 장비로 미세먼지, 온도 변화나 습도가 피부 건강에 어떤 영향을 미치는지 파악하는 것은 까다롭다. 장비 착용 시간이 길어지면 땀 등 외부 요인으로 정확도가 떨어지기 때문이다. 단기간 측정으로는 하루 주기나 생활 습관에 따른 피부 건강 변화를 포착하기 어렵다.

연구팀은 공기가 자유롭게 드나드는 구조와 온도 변화에 따라 형태가 변하는 형상기억합금을 기반으로 숨 쉬는 피부 분석기를 개발했다.

포스텍 등 국내 공동연구팀이 개발한 숨 쉬는 피부 분석기 구조. 포스텍 제공

측정 시에는 피부에 밀착해 정확한 데이터를 얻고 측정이 끝나면 센서를 자동으로 떨어뜨려 땀을 증발시킨다. 장시간 착용해도 피부 자극이 적고 데이터 수집이 안정적이다. 샤워나 땀으로 인한 비정상 데이터를 자동으로 걸러내는 알고리즘을 적용해 일상에서 피부 데이터를 정밀 분석할 수 있도록 했다.

28일간 임상 시험을 진행한 결과 미세먼지 농도 변화가 피부 장벽 손상과 밀접한 관련이 있다는 사실이 확인됐다. 아토피 피부염 환자는 미세먼지 농도가 높을수록 피부 수분이 줄고 수분 손실이 커졌다. 마스크 착용이나 세안 습관 개선이 피부 손상을 줄일 수 있는 것으로 나타났다.

개발된 분석기는 무게가 13g으로 가볍고 블루투스로 무선 통신할 수 있어 사용이 편리하다. 향후 개인 맞춤형 피부 건강관리, 환경오염의 인체 영향 평가 등 다양한 분야로 확장될 수 있다. 

강 교수는 "영유아나 민감성 피부를 가진 사람도 사용하도록 범용성을 높일 계획"이라며 "피부뿐 아니라 공기 질, 생활 습관, 질병 징후까지 종합적으로 분석하는 맞춤형 헬스케어 플랫폼으로 진화할 것"이라고 기대했다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1038/s41467-025-64207-2

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]