눈물 속 포도당 농도 통해 당뇨진단 가능
전극 필요 없고 인체 무해한 나노입자 활용
[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 스마트 콘텍트렌즈만 눈에 착용하면 혈당을 관리할 수 있는 당뇨병 자가 진단기술이 개발됐다. 눈물을 이용한 비침습 방법이 적용됐다.
광주과학기술원은 의생명공학과 정의헌 교수팀이 한양대 생명공학과 이동윤 교수(일릭사 파마텍)팀과 공동연구를 통해 인체에 무해하고 전극이 필요 없는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다고 30일 밝혔다.
일릭사 파마텍은 한양대 이동윤 교수가 연구실에서 개발한 면역·염증억제 관련 기술을 상용화하기 위해 창업한 실험실 회사다.
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| 스마트 콘택트렌즈의 발색변화를 통한 눈물 속 포도당 농도 측정 시스템의 전체 구성도 및 렌즈의 발색변화 화학적 반응 모식도 [자료=광주과학기술원] 2021.08.30 biggerthanseoul@newspim.com |
기존 당뇨병의 진단은 손가락 끝을 바늘로 찔러 채취한 혈액의 포도당 농도를 측정하는 침습적 방법이 대표적이다. 혈당 측정을 위해 매번 손가락을 침으로 찌르는 것은 환자들에게 굉장한 심리적 스트레스를 유발하며 침을 통한 감염 등 부작용이 발생할 가능성도 있다.
연구팀은 혈액을 대신할 인체의 주요 체액 중 질병 상태와 상관성이 높은 눈물을 이용해 눈물 속 포도당 농도를 통해 당뇨 진단 가능성을 확인하고, 스마트 콘택트렌즈를 개발했다.
당뇨병 환자의 경우, 혈중 포도당 수치가 높아지면 다른 체액에서도 포도당의 수치가 높아지므로 연구팀이 개발한 콘택트렌즈는 눈물 속 포도당 수치에 따라 색이 변하고 이를 스마트폰과 연계해 혈당 수치를 측정할 수 있다.
연구팀은 눈물 속 포도당 농도에 따라 렌즈 속 나노입자가 발색이 되고, 색변화의 정도를 정밀하게 촬영할 수 있는 시스템과 안구의 흔들림에 따른 측정 오차를 최소화 할 수 있는 안구 추적 알고리즘을 개발했다. 안구 추적 알고리즘은 보다 정밀하게 측정하고, 당뇨병의 자가 진단이 가능하도록 고안됐다.
이번 연구에서 개발된 스마트 콘택트렌즈는 전극을 필요로 하지 않고, 인체에 무해한 나노입자의 발색변화를 카메라를 통해 정량적으로 분석해 신체에 미치는 부담도 최소화된다.
정의헌 교수는 "이번 성과는 기존 당뇨진단 방식의 가장 큰 단점인 침습형 측정을 줄일 수 있는 기술"이라며 "추후 딥러닝기술 및 바이오빅데이터를 활용한다면 일상에서 보다 정밀한 비침습적 방법이 될 수 있다"고 말했다.
이번 연구는 나노기술 분야 저명 국제 학술지 나노레터스(Nano Letters) 2021년 8월 20일에 온라인으로 게재됐다.
biggerthanseoul@newspim.com
