국내연구진이 구글 스마트 콘택트렌즈보다 고도화된 센서기술 개발에 성공, 렌즈 형태의 혈당 측정기 상용화를 앞당길 것으로 기대된다.
한국과학기술연구원(KIST) 계면제어연구센터 송용원 박사 연구팀은 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 측정하는 센서와 이를 구동하는 초전력 미소유체 제어 시스템을 개발했다고 24일 밝혔다.
무선칩과 센서를 탑재한 의료용 스마트콘택트렌즈는 구글이 올 1월 프로토타입을 공개해 주목을 받았다. 의료용 렌즈의 목적은 간단하게 렌즈를 착용하는 것으로 환자의 별다른 조치 없이 눈물에 포함된 질환 특이적인 성분(당뇨병의 경우 글루코스)을 측정하는 것이다. 구글의 경우 렌즈에 장착된 센서에 항체를 고정해놓고 항원(글루코스)을 잡아낸다. 이렇게 모인 글루코스의 농도를 별도의 리더기로 읽어내게 된다.
이와 달리 연구팀은 전기화학적인 방법을 활용해 구글의 것보다 더 민감한 센서를 구현해냈다.
송 박사는 "글루코스가 다른 물질과 화학반응을 일으킬 때 전자를 주고 받게 된다"며 "이점에 착안해 전자의 이동을 민감하게 측정하는 나노물질을 설계했다"고 설명했다.
글루코스를 감지한 센서는 전류신호를 구동모듈에 보낸다. 구동모듈은 베터리의 전력을 센서에 공급할 뿐 아니라 전류신호를 바탕으로 글루코스 농도를 계산하여 데이터로 만드는 일종의 컴퓨터다.
아울러 '기본눈물'을 긁어 모으는 미세배관과 미세펌프도 제작했다.
평상시 사람의 눈꺼풀 아래에는 기본눈물이 분비되어 존재하지만 눈에 직접적인 충격이나 감정 등과 같이 외부 자극이 있을 때는 눈물샘에서 눈물이 대량 흘러나오게 된다. 기본눈물에 존재하는 글루코스가 혈당 측정의 핵심이므로 실험값이 교란되지 않기 위해서는 자극 없이 눈물을 확보해야한다는 게 연구팀의 설명이다.
송 박사는 "실험을 위해 제조된 글루코스 용액이 아닌, 실제 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 다른 성분과 차별화하여 지속적으로 검출해 내는 것이 관건"이라며 "개발된 콘택트렌즈는 합병증 진단, 신약개발, 정보통신 기술과 연계해 응용 분야를 확장할 계획"이라고 밝혔다.
연구팀에 따르면 현재 센서 시스템 및 미소유체 제어 기술과 별개로 스마트 콘택트렌즈에 적용할 수 있는 통신 장치, 에너지 저장 장치 및 에너지 생성 장치에 대한 기술도 함께 개발하고 있으며 최근 한국 지식재산전략원과 함께 이 분야에 대한 IP전략을 점검하기도 했다.
bbrex@fnnews.com 김혜민 기자
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