당뇨 환자들 희소식… 상처 상태 알려주는 스마트 패치 개발

한국과학기술원  제공

KAIST 연구진이 당뇨 환자의 상처 상태를 실시간으로 확인할 수 있는 '스마트 드레싱 패치'를 개발했다. 별도의 배터리나 채혈 없이 스마트폰만으로 상처 상태를 확인할 수 있는 기술이다.

KAIST는 14일 기계공학과 박인규 교수 연구팀이 한밭대, 한국기계연구원, 미국 California Institute of Technology 연구진과 공동으로 당뇨성 궤양 관리용 '무선·무전원 기반 광전자 다중 모달 센서 패치'를 개발했다고 밝혔다.

이번에 개발된 패치는 여러 생체 정보를 동시에 측정할 수 있는 광전자 센서와 기능성 드레싱을 결합한 형태다. 상처 부위의 포도당 농도와 산성도(pH), 온도 변화 등을 실시간으로 분석할 수 있으며, 환자는 스마트폰을 통해 상태를 직접 확인할 수 있다.

연구팀은 전기장을 활용해 초미세 섬유를 만드는 전기방사 공법으로 기능성 나노섬유 드레싱을 제작했다. 해당 드레싱은 당뇨발 환부에서 포도당 농도와 산성도가 변하면 색상이 달라지도록 설계됐다.

이에 따라 상처 상태가 악화될 경우 드레싱 색 변화만으로도 위험 신호를 직관적으로 확인할 수 있다. 연구진은 이를 통해 조직 괴사로 이어질 수 있는 이상 징후를 피부 절개나 채혈 없이 장기간 추적 관찰할 수 있다고 설명했다.

또 패치 내부에는 유기발광다이오드(LED)와 포토다이오드 센서를 탑재해 드레싱 색 변화를 빛 반사율로 측정한 뒤 전기 신호로 변환한다. 일반 카메라 촬영 방식보다 주변 조명 영향을 덜 받아 보다 정확하고 안정적인 데이터 측정이 가능하다는 설명이다.

특히 이 패치는 근거리무선통신(NFC) 기반 유연 회로를 적용해 별도 배터리 없이 작동한다. 스마트폰을 가까이 대면 무선으로 전력을 공급받아 작동하며, 측정된 데이터도 실시간으로 전송된다.

환자와 의료진은 별도 장비 없이 스마트폰 앱만으로 상처 상태를 확인하고 즉각 대응할 수 있다.

박인규 교수는 "매일 손가락을 찔러 혈당을 측정해야 하는 당뇨 환자들의 불편을 줄이기 위해 시작한 연구"라며 "향후 다양한 만성질환의 무채혈 진단 기술로 확장될 수 있는 핵심 원천기술이 될 것"이라고 말했다.