과학

혈액 대신에 땀으로...KAIST, 땀 검사로 건강상태 진단하는 전자소자 개발


  • 박은선 기자
    • 기사
    • 프린트하기
    • 크게
    • 작게

    입력 : 2021-05-06 16:09:37

    - KAIST·성균관대 "신장 기능 장애 진단 등에 활용 가능"

    혈액 대신 땀으로 건강 상태를 진단할 수 있는 전자소자가 개발됐다.

    한국과학기술원(KAIST) 권경하 교수와 성균관대 김종욱 박사과정 연구원 연구팀은 땀 배출속도와 성분을 실시간 분석해 질병을 진단할 수 있는 무선 전자 패치를 개발했다고 6일 밝혔다.

    ▲ 땀 체적 유량 및 총 손실을 실시간으로 측정하는 피부 부착형 무선 전자패치. /=KAIST 제공 ©

    이 기술은 미국 노스웨스턴대 존 로저스 교수, 보스턴 소재 웨어리파이사와 특허 출원 진행 중이다. 해당 연구 결과는 국제 학술지 `네이처 일렉트로닉스'에 지난 3월 발표됐다.

    땀은 비침습적으로 수집할 수 있는 생체 유체다. 혈액보다 채취하기 쉽다. 화학 시약 변색으로 다양한 생체 지표 수집이 가능하지만, 유량과 총 손실을 실시간으로 측정하는 것이 핵심 요구사항이다. 연구팀은 웨어러블 무선 전자 패치를 개발, 변색 반응으로 땀 성분을 분석할 수 있게 했다.

    땀 내 염화물, 포도당 및 크레아틴 농도, 수소이온지수(pH) 및 체적 유량을 동시에 측정하는 데 최초로 성공했다. 측정한 지표는 낭포성 섬유증, 당뇨병, 신장 기능 장애, 대사성 알칼리증 진단 등에 활용할 수 있다.

    연구팀은 짧고 정교한 미세 유체 채널 외벽에 저전력 열원을 배치, 채널을 통과하는 땀과 열 교환을 유도했다. 땀 유속이 증가함에 따라 열원의 하류와 상류의 온도 차이가 증가하는 것에 착안, 이들과 땀 배출 속도 간 관계를 규명했다.

    ▲ 유체(땀)의 열전달 효과를 이용해 비침습적으로 유속을 측정하는 원리 모식도. /=KAIST 제공.©

    분당 0~5마이크로리터(μl) 범위 땀 속도를 정확하게 측정하는 데 성공했다. 웨어러블 패치로 측정한 데이터는 블루투스 통신이 가능한 스마트폰 앱을 통해 실시간 확인이 가능하다.

    ▲ 권경하 교수·김종욱 박사과정 연구원. /=KAIST 제공. ©

    이 패치는 미세 유체 채널을 통과하는 땀과 전자 회로가 완전히 분리되어, 부식 및 노후화 문제도 없다. 얇고 유연한 회로 기판 인쇄 기법과 신축성 있는 실리콘 봉합 기술을 접목해 다양한 굴곡을 가진 피부 위에 편안하게 부착할 수 있다.

    권경하 교수는 "전자 패치를 운동 후 탈수 증세 감지 등 평상시 건강 관리에도 적용할 수 있다. 피부 근처 혈관의 혈류 속도를 측정하거나 약물 방출 속도를 실시간으로 측정해 정확한 투여량을 계산하는 등 연구에도 활용할 수 있을 것이다."라고 말했다.


    베타뉴스 박은선 기자 (silver@betanews.net)

    Copyrights ⓒ BetaNews.net





    http://m.betanews.net/1263971?rebuild=on