▲ 한국과학기술연구원은 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 측정할 수 있는 센서와 초저전력 구동이 가능한 미세 배터리 개발에 성공했다고 24일 밝혔다..

국내 연구진이 실험용 글루코스 용액이 아닌 실제 눈물 환경에서 글루코스 특이성이 뛰어난 센서 개발로 당뇨병 진단 콘택트렌즈계에 큰 획을 그었다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 송용원 계면제어연구센터 연구팀이 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 측정할 수 있는 센서를 개발하고 이 센서에 대한 초저전력 구동이 가능한 미세 배터리 및 미소 눈물배관 개발에 성공했다고 24일 밝혔다.

이번 개발이 기존에 출시된 구글 스마트 렌즈보다 뛰어난 점은 자극없는 센싱과 배터리 장착의 2가지다.

당뇨를 콘텍트렌즈를 이용해 진단하는데 있어서 편리한 점은 비침습형이라서 측정이 사용자가 의식하지 않아도 이루어진다는 점이다.

눈물에는 기저눈물(Basal Tears)와 자극눈물이 있는데, 당뇨측정은 기저눈물을 통해서 이뤄져야 측정에 오차가 없으며 센서가 측정시마다 눈에 자극을 주고 자극눈물을 통해 진단을 하게 되면 진단근거에서 타당성을 잃게 된다.

연구팀은 이를 위해서 기저눈물을 모아 당뇨를 진단할 수 있는 글루코스 외에 다양한 표지자가 섞여 있는 실제 눈물 상황에서 글루코스의 신호만 선택적으로 받아들일 수 있는 센서를 개발했다.

이는 기존에 출시됐던 글루코스 용액 하에서 반응성을 확인했던 스마트 렌즈와 비교해 훨씬 신체환경에 적합성이 뛰어나다고 할수 있다.

연구팀은 또한 초미세 배터리를 렌즈에 장착해 센서가 끊임없이 당뇨를 측정할 수 있도록 설계했다.

이 배터리는 렌즈 바깥쪽의 까만 테두리 형상을 한 발전기(power generators)를 통해서 충전되며, 이 발전기는 눈을 깜빡일 때마다 운동에너지가 초저전력으로 전환되는 형태다.

2011년부터 개발을 위해 연구해온 송용원 KIST 박사는 “실험을 위해 제조된 글루코스 용액이 아닌, 실제 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 다른 성분과 차별화해 지속적으로 검출해 내는 것이 관건”이라며 “배터리와 발전기가 탑재돼 추후 LED를 렌즈안쪽에 장착하면 청각장애인들이 보행시 왼쪽접근물체는 빨간색, 오른쪽은 파란색 등의 증강현실을 구현하는 등 확장성이 뛰어나다”고 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.

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 개발해 일정 부분 기술적 성과를 거둔 것으로 알려졌다.