15분 가벼운 운동으로 혈당 체크 → 자동 투약 가능한 ‘당뇨 패치’ 개발

2017년 03월 12일 18:35

 Pixabay 제공

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‘패치’ 하나 피부에 부치고 15분 정도 걸으면 혈당을 자동으로 체크하고, 필요시 적정량의 약물을 측정해 투약할 수 있는 기술이 개발됐다. 1주일에 2~3번 채혈을 하던 당뇨 환자들의 불편함을 해소해줄 것으로 기대된다.

 

김대형 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 연구위원(서울대 화학생물공학부 교수)팀은 지난 해 3월 개발했던 당뇨 패치를 개선한 신형 당뇨 패치를 개발했다고 12일 밝혔다. 연구팀은 혈당이 땀 속 포도당의 양과 상관관계가 있다는 것에 착안, 땀만으로 혈당을 재는 패치를 개발해왔으며, 이번에 성능을 개선한 것이다.

 

● 소량의 땀만으로도 측정 가능

 

새로 개발한 패치는 1μL(마이크로리터·1μL는 100만 분의 1L)의 땀으로도 혈류 속 포도당 양을 파악할 수 있는 것이 특징이다. 물방울 하나의 크기가 30~50μL라는 점을 고려하면 매우 적은 양이며, 기존 패치보다 100배 적은 양의 땀이면 충분하다.

 

적은 양으로도 정확한 측정이 가능해진 것은 기존 사용되던 그래핀 센서를 다공성 금 센서로 대체했기 때문이다. 기공이 많은 구조 덕에 표면적이 넓어져 더 쉽게 반응을 하며, 또 센서의 크기도 1㎟ 이하로 소형화해 적은 양의 땀으로도 측정이 가능하도록 했다.

 

연구팀은 “기존의 패치로 혈당을 측정 하려면 땀을 뻘뻘 흘릴 정도의 과격한 운동을 해야했지만, 새로운 패치는 15분 빠르게 걷는 정도의 운동을 통해 흘리는 소량의 땀 만으로도 가능하다”고 설명했다.

 

연구진이 개발한 신형 당뇨 패치의 모습. - 기초과학연구원 제공
연구진이 개발한 신형 당뇨 패치의 모습. - 기초과학연구원 제공

●패치가 혈당에 따라 단계별 투약

 

연구팀은 투약 기능도 개선했다. 패치의 한쪽에는 미세 약침이 있고, 이 침이 피부를 통증이 없는 정도로 살짝 찌른 상태로 유지된다. 혈당이 높아지면 패치의 발열장치에서 열이 발생해 바늘이 녹게 되고, 그 안의 약물이 피부로 들어가는 것이다.

 

기존에는 약물을 그냥 투입만 했던데 비해, 이번에는 혈당 수준에 따라 6단계로 나눠 적정량의 약물을 전달할 수 있도록 업그레이드 했다. 연구팀은 실제로 2형 당뇨병을 유발시킨 실험용 쥐에게 적용해, 단계별 혈당 조절이 가능한 것을 확인했다고 설명했다.

 

연구팀은 이 제품과 함께 간편하게 혈당을 측정할 수 있는 1회용 막대형 진단 센서도 개발했다고 덧붙였다.

 

김 연구위원은 “올해 의학계와 함께 당뇨병 환자를 대상으로 한 임상실험을 진행할 계획이며 상용화되면 당뇨병 외 다른 질병 진단과 치료에 두루 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

연구결과는 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 9일자 온라인 판에 실렸다.

 

 

연구진이 새롭게 개발한 1회용 막대형 혈당 측정 기기. - 기초과학연구원 제공
연구진이 새롭게 개발한 1회용 막대형 혈당 측정 기기. - 기초과학연구원 제공

 

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