피부 바이오마커로 비침습적 건강 모니터링 혁신하는 웨어러블 센서 개발

Seoul싱가포르 국립대학(NUS)과 과학기술연구청(A*STAR)은 건강을 실시간으로 지속적으로 모니터링할 수 있는 새로운 센서를 개발했습니다. 이 장치는 혈액, 소변, 땀 샘플 없이도 피부 표면에서 건강 지표를 감지할 수 있습니다. 유연한 하이드로겔로 만들어진 이 센서는 피부에 착용되며, 환자들에게 편안한 사용감을 제공합니다.

이 센서의 주요 특징은 다음과 같습니다:

• 체액 샘플이 필요 없는 비침습적 모니터링
• 콜레스테롤과 젖산 같은 고체 상태 바이오마커의 지속적이고 실시간 탐지
• 피부의 자연 탄력에 적응하는 신축성 디자인
• 소량의 바이오마커도 탐지할 수 있는 높은 민감도
• 외부 사용자 인터페이스로의 무선 데이터 전송

현재의 바이오마커 추적 방식에는 여러 가지 문제가 있습니다. 혈액 검사는 주사를 필요로 하고, 소변 검사는 즉각적인 결과를 제공하지 못합니다. 땀 검사는 먼저 땀을 흘려야 하며, 이는 불편하고 활동이 적은 사람들에게 적합하지 않습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 개발된 새로운 센서는 피부에서 바로 바이오마커를 감지하며, 심장병과 당뇨병 같은 질환과 강한 연관성을 보여줍니다.

이 센서는 두 층의 하이드로겔 구조로 인해 두드러집니다. 피부에 부착하면, SEB라는 물질을 이온 전도 하이드로겔 (ICH) 층으로 흡수합니다. 바이오마커는 이 층을 통해 이동하며, ICH 층과 전자 전도 하이드로겔 (ECH) 층의 경계에서 효소들과 반응합니다. 이 과정은 정확하고 신뢰성 있는 측정을 제공합니다.

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새로운 기술은 건강 문제를 모니터링하는 것 이상의 역할을 할 수 있습니다. 이는 만성 질환 관리 방식의 변화, 대규모 인구에 대한 건강 문제 선별, 원격 환자 모니터링, 운동 성과 이해를 가능하게 할 수 있습니다. 예를 들어, 운동선수들은 자신의 젖산 수치를 확인하여 피로 정도와 근육의 산소 공급 상태를 평가할 수 있습니다. 또한 당뇨병이나 심장 질환 같은 만성 질환을 가진 사람들은 병원을 자주 방문하지 않고도 건강 상태를 지속적으로 추적할 수 있습니다.

센서는 실시간으로 데이터를 수집하여 의사들이 만성 질환을 더 효과적으로 관리할 수 있도록 돕습니다. 이는 중요한 건강 정보를 지속적으로 의료 제공자에게 전송하며, 더욱 맞춤화되고 적시에 치료를 가능하게 합니다. 피부처럼 유연한 디자인 덕분에 움직임에 의한 오류가 줄어들어, 일상 활동 중에도 정확한 측정을 제공합니다.

임상 시험에서 이 센서는 피부에서도 혈액과 유사한 바이오마커를 감지할 수 있는 것으로 나타났습니다. 이는 혈액 검사의 필요성을 대체할 수도 있음을 의미합니다. 예를 들어, 이 기술은 임산부에게 빈번한 혈액 채취를 줄여 혈당 모니터링을 더 쉽게 만들 수 있습니다.

연구자들이 센서를 개선하여 더 많은 바이오마커를 감지할 수 있게 되면, 이 기술은 건강 모니터링 분야에 큰 발전을 가져올 수 있습니다. 병원과 협력하여 실제 의료 환경에서 테스트하면 이 기술의 유용성을 입증할 수 있으며, 특히 혈당 수치와 심장 건강을 추적하는 데 도움이 됩니다. 이 새로운 도구는 환자와 의사가 건강을 보다 쉽게 효과적으로 관리할 수 있도록 해줄 것입니다.