[LAB을 찾아서]"바늘 없이 혈당 체크"…실시간 측정 웨어러블 개발

박재영 광운대 전자공학과 교수 연구팀

운동 중 흘리는 땀만으로 혈당과 나트륨, 체온까지 한 번에 확인할 수 있는 피부 부착형 웨어러블 패치가 개발됐다. 기존 혈액 채혈 방식의 한계를 뛰어넘는 기술로, 당뇨 환자를 위한 맞춤형 건강 관리에 새로운 가능성을 열 것으로 기대된다.

광운대학교는 박재영 전자공학과 교수 연구팀이 땀을 분석해 혈당과 나트륨, 체온 등을 실시간으로 측정하는 '피부 부착형 웨어러블 패치'를 개발했다고 13일 밝혔다. 이 패치는 채혈 없이 땀 속에 포함된 포도당과 나트륨 농도, 수소이온농도(pH), 온도를 동시에 측정한다. 기존 효소 기반 센서들이 온도나 pH 변화에 따라 측정값이 불안정해지는 한계를 극복하고 상용화 가능성을 높였다.

광운대학교는 박재영 전자공학과 교수 연구팀이 땀을 분석해 혈당과 나트륨, 체온 등을 실시간으로 측정하는 '피부 부착형 웨어러블 패치'를 개발했다고 밝혔다. 연구를 수행한 박재영 교수와 아부더스 박사과정. 광운대학교

웨어러블 땀 센서는 통증 없이 실시간으로 건강 상태를 확인할 수 있는 차세대 기술로 주목받았지만, 실제 활용에는 어려움이 많았다. 특히 포도당 센서의 경우 온도나 pH 변화에 따라 측정값이 쉽게 흔들리고, 제작 비용도 높아 상용화까지 제약이 컸다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 센서의 핵심 부품인 '신호 변환층'에 주목했다. 이들은 금속과 유기물로 이루어진 특수 구조체를 고온 처리해 전기가 잘 흐르고 반응성이 뛰어난 나노다공성 탄소 소재를 개발했다. 여기에 두 가지 금속을 동시에 적용하는 독자적 설계를 도입해 기존 소재보다 감도와 안정성을 크게 향상시켰다.

연구팀이 개발한 패치에는 땀의 산성도를 측정하는 센서와 나트륨 이온을 감지하는 센서도 탑재됐다. 온도와 pH 변화로 인해 발생할 수 있는 오차를 자동으로 보정하는 알고리즘을 적용해 보다 신뢰도 높은 측정이 가능하도록 한 것이다. 온도는 별도의 센서 없이 패치 자체가 감지한다.

개발된 패치는 실제 사람의 피부에 부착한 상태에서 운동 중 테스트됐으며, 측정된 포도당 수치는 상용 혈당계와 비교해 정확성이 검증됐다. 연구팀은 이번 기술이 향후 당뇨 환자뿐만 아니라 운동선수, 만성질환자, 일반인의 건강 모니터링에도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 보고 있다.

박재영 교수는 "땀을 이용한 비침습적 센싱 기술은 환자의 부담을 크게 줄일 수 있다"며 "이번 연구는 차세대 웨어러블 헬스케어 기기의 실용화 가능성을 끌어올린 성과"라고 강조했다.

한편 이번 연구는 한국산업기술진흥원의 산업기술혁신사업과 경찰청·관세청의 지원을 받은 한국경찰기술연구원(KIPoT)의 프로그램으로 수행됐다. 연구 결과는 화학공학분야 최고 수준의 세계적 학술지인 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 게재됐다.

박호수 기자 lake@asiae.co.kr