그래핀 복합체 기반의 전기화학센서들과 마이크로침을 이용한 당뇨패치 전자피부 시스템.© News1

땀으로 혈당 측정이 가능한 것은 물론 손쉽게 혈당조절 약물을 피부로 투여할 수 있는 그래핀 전자피부, 이른바 당뇨패치 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

기초과학연구원(이하 IBS)은 22일 나노입자연구단 김대형 연구위원 연구팀이 그래핀 복합체를 활용한 전기화학센서와 미세 약물침을 결합, 당뇨병 환자들을 위한 전자피부를 개발했다고 밝혔다.당뇨병은 완치가 어렵고 지속적인 관리가 요구되는 만성질환이다. 국내에만 300만명의 당뇨병 환자가 있으며 전 세계적으로는 6억명에 달하는 것으로 알려져 있다.

특히 당뇨병 환자들은 매일 수차례씩 몸에 바늘을 찔러 혈당을 측정하고, 인슐린 주사로 혈당을 조절해야 하는 고통 및 번거로움을 겪고 있는 실정이다.

이에 연구진은 투명도가 높은 그물망구조의 금박 위에 금으로 도핑한 그래핀을 접착, 산성도·습도·압력 및 당 측정 센서들을 결합해 혈당 측정용 전기화학센서 시스템을 만들었다.

그래핀 복합체의 구조.© News1

이후 혈당조절 약물을 담은 미세 약물침과 온도센서‧전기히터를 결합한 약물전달시스템을 추가, 혈당 측정·조절이 모두 가능한 전자피부 구현에 성공했다.

미세 약물침은 수용성 혈당조절 약물(메트포르민)로 만든 미세한 침에 42도 이상온도에서 녹는 코팅을 입혀 만들어졌다.

고혈당이 감지되면 전기히터가 작동돼 코팅을 녹여, 통증 없이 각질층 아래 피부로 약물을 전달할 수 있도록 설계됐다.

실제 개발된 전자피부는 피부에서 분비되는 땀 속의 당 함량과 온도·습도·산성도(pH) 등을 측정, 피를 내지 않고도 혈당치를 실시간으로 정확히 측정할 수 있다.

또 혈당이 높을 경우 미세 약물침 속 조절 약물을 피부에 주입, 주사를 놓지 않고도 혈당 조절이 가능하다고 연구팀은 전했다.

김대형 IBS 나노입자연구단 연구위원.© News1

아울러 연구팀은 개발된 전자피부를 당뇨병에 걸린 실험용 생쥐에 적용, 정확하고 효과적인 혈당 측정·조절이 가능함을 확인했다.

또 전자피부의 전기화학센서를 사람에게 부착, 땀으로 혈당을 측정하는 실험에도 성공적인 결과를 도출했다.

김 연구위원은 "당뇨패치 전자피부에 적용된 여러 기술들은 당 측정 외에도 전자피부 및 패치형태의 다양한 바이오센서 시스템에 광범위하게 활용이 가능할 것"이라고 말했다.

연구 결과는 과학기술분야 권위지이자 세계적 학술지 '네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology, IF 34.048)' 3월22일자 온라인판에 게재됐다.


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