▲ (左부터) 김대형 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 서울대학교 화학생물공학부 교수, 당뇨패치 전자피부의 센서 시스템을 통한 당의 측정(좌)과 피부 움직임에 따른 수축과 이완(중, 우).

국내연구진이 그래핀 복합체를 활용해 땀을 통해 혈당을 정확히 측정하는 센서와 필요시 약물을 자동 주입하는 마이크로침을 개발해 전자피부형 당뇨패치를 선보였다. 향후 임상단계가 완료되면 당뇨로 고생중인 환자들에게 큰 도움이 될 것으로 보인다.

미래창조과학부(장관 최양희) 산하 기초과학연구원(IBS, 원장 김두철)은 22일 그래핀 소자로 만든 다기능 센서를 활용해 혈당 농도 측정의 정확도를 높인 당뇨패치 기술을 개발하였다고 밝혔다.

IBS 나노입자연구단(단장 현택환)에 따르면, 기존의 당뇨패치는 땀 속의 당 함량을 측정해서 혈당을 계산하는 데 반해, 금번에 개발한 패치는 땀 속의 당 함량과 더불어 땀의 온도와 산성도 등을 동시에 측정하여 정확도를 높인 것이라고 말했다.

이를 위해서 연구진은 금을 도핑한 그래핀과 투명도를 높은 그물 구조의 금을 적측해 복합체를 만들고 그 위에 산성도, 습도, 압력 및 당 센서를 얹어 시스템화 했다.

또한 당뇨 치료제를 투입하는 ‘미세약물침’에 특정 온도에서 녹는 코팅을 입히고 히터를 부착시켜서, 혈당이 측정되면 히터에 의해 적절한 시점에 필요한 만큼 코팅을 녹여서, 약물이 최적으로 투입되도록 설계하였다.

이 기술은 현재 쥐에 대한 실험이 완료되었고, 임상 단계는 아직 남아 있다. 또, 사용 수명 시간을 늘리고(현재는 하루 수차례 반복 사용 가능), 혈당 측정의 정확도를 높이는 일도 숙제다.

이번 연구를 주도한 김대형 연구위원(서울대 화학생물공학부 교수)은 “이 기술의 상용화가 이루어져 전자 피부 또는 패치 형태의 다양한 바이오 센서 시스템에 광범위하게 활용되면 세계 300억달러 당뇨병 치료시장 선점에 도움이 될 것으로 기대된다.”고 말했다.

이번 연구성과는 세계적 권위의 학술지인 네이쳐 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology, IF 34.048)에 3월 22일자로 온라인 게재되었다.