콘택트렌즈형 지속/자가 구동 헬스 모니터링 플랫폼 기술 개발

국내 연구진이 콘택트렌즈에 삽입되어 눈물을 안정적으로 수집, 분석함으로써 당뇨 여부 및 진행정도를 판단할 수 있는 센서를 개발, 앞으로 콘택트렌즈를 착용하는 것만으로 당뇨를 지속적으로 모니터링하여 보다 간편하고 정확한 진단 및 관리가 가능 할 것으로 전망된다.

대표적인 IT기업인 구글은 올 1월에 무선 칩과 센서를 탑재한 의료용 스마트 콘택트렌즈를 개발하고 있다고 발표했다. 구글은 소프트 콘택트렌즈용 소재로 제작된 두 장의 막 사이에 미세한 크기의 무선 칩과 혈당치 측정 센서, 안테나 및 LED 라이트를 장착한 스마트 콘택트렌즈 프로토 타입을 함께 공개했는데, 이 렌즈를 당뇨병 환자가 착용함으로써 눈물 성분에서 혈당의 변화를 측정할 수 있다는 것이다. 그러나 이와 같은 스마트 콘택트렌즈가 제 기능을 발휘하기 위해서는 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스 농도를 빠르고 정확하며 변별력 있게 측정하는 기술과, 눈물을 안정적으로 공급하는 기술이 필수적이다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 계면제어연구센터 송용원 박사 연구팀은 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 유연한 플랫폼에서 측정이 가능 하도록 새롭게 구성된 센서를 개발했을 뿐만 아니라, 이 센서에 대한 초저전력 구동이 가능한 미세 모듈 및 눈물을 안정적으로 공급해줄 수 있는 미소유체 제어 시스템의 개발에 성공했다고 밝혔다. 이러한 이유로, 구글의 의료용 스마트 콘택트렌즈보다 한 단계 더 진화된 기술로 평가 되고 있다.

KIST 송용원 박사는 "안과, 내분비내과 전문가들과 지속적인 연계 연구를 통하여, 눈에 사용할 수 있을 뿐만 아니라 실질적으로 당뇨 환자들에게 도움이 될 수 있는 기술을 개발하는데 주력해 왔다"며, “실험을 위해 제조된 글루코스 용액이 아닌, 실제 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 다른 성분과 차별화하여 지속적으로 검출해 내는 것이 관건”이라고 강조 했다. 또한 “개발 된 콘택트렌즈는 다양한 바이오 대상체의 검출을 위한 플랫폼으로 진화할 예정이며, 합병증 진단, 신약개발, 정보통신 기술 연계 등으로 응용 분야를 확장 할 계획”이라고 밝혔다.

공동 연구자인 강동경희대학교병원의 강자헌 교수는, “눈물은 매일 일정량이 지속적으로 생성되기 때문에 눈물을 통한 당뇨 여부 판단은 그 어떤 방법보다 간편하고, 정확한 방법이 될 것”이라며, “각 분야 전문가들이 머리를 맞대고 연구한 만큼 성과도 만족스럽다”고 전했다.

KIST의 미래융합기술연구본부를 기반으로 하는 해당 연구팀은, 센서, 재료, 시스템 등 다양한 분야의 전문가들이 참여한 BT/NT/ET/IT 융합 연구팀으로 2011년부터 스마트 콘택트렌즈 개발을 위한 기술을 연구해오고 있으며, 조만간 상용화 가능한 기술을 완성할 것으로 전망 했다. 연구팀은 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 있고, 일정 부분 기술적 성과를 거둔 것으로 알려지고 있으며, 최근 한국 지식재산전략원과 함께 이 분야에 대한 IP전략을 점검하기도 했다.

○ 연구진

○ 그림자료

<그림1> 개발된 콘택트렌즈형 지속/자가 구동 당뇨센서 개념도

○ 특허정보