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혈당측정·인슐린 주사 대신하는 당뇨패치 개발
- 송고 2016.03.22 01:00 | 수정 2016.03.22 08:24
- 강승혁 기자 (kang0623@ebn.co.kr)
전기화학센서·약물 결합 '그래핀 전자피부'…땀 통해 혈당 측정
그래핀 전자피부(당뇨패치) 구현 시스템.ⓒ미래창조과학부
국내 연구진이 땀으로 혈당을 측정하고, 피부로 혈당조절 약물을 투여할 수 있도록 하는 그래핀 전자피부(당뇨패치)를 개발했다.
미래창조과학부 산하 기초과학연구원(IBS)은 김대형 나노입자연구단 연구위원(서울대 화학생물공학부 교수) 연구팀이 그래핀 복합체를 활용한 전기화학센서들과 미세 약물침을 결합해 당뇨병 환자들을 위한 전자피부를 개발했다고 22일 밝혔다.
이번 성과를 활용하면 매일 수차례씩 바늘을 찔러 혈당을 측정하고 필요시 인슐린 주사로 혈당을 조절해야 하는 당뇨병 환자들의 고통과 번거로움을 덜어줄 것으로 예상된다.
새로운 전자피부는 피부에서 분비되는 땀 속의 당 함량과 온도·습도·산성도(pH) 등을 측정, 피를 내지 않고도 혈당치를 실시간으로 정확히 측정할 수 있다. 혈당이 높을 경우 미세 약물침 속 조절 약물을 피부에 주입, 주사를 놓지 않고도 혈당 조절이 가능하다.
연구진은 투명도가 높은 그물망구조의 금박 위에 금으로 도핑한 그래핀을 붙이고, 산성도·습도·압력 및 당 측정 센서들을 결합해 혈당 측정용 전기화학센서 시스템을 만들었다.
여기에 혈당조절 약물을 담은 미세 약물침과 온도센서·전기히터를 결합한 약물전달시스템을 추가해 혈당 측정·조절이 모두 가능한 전자피부를 구현해 냈다.
미세 약물침은 수용성 혈당조절 약물(메트포르민)로 만든 미세한 침에 42도씨 이상 온도에서 녹는 코팅(tridecanoic acid)을 입힌 것으로, 고혈당이 감지되면 전기히터가 작동돼 코팅을 녹여 통증 없이 각질층 아래 피부로 약물을 전달할 수 있도록 설계됐다.
연구진은 전자피부를 당뇨병에 걸린 실험용 생쥐에 적용, 정확한 혈당 측정 및 조절이 가능한 것을 확인했다. 이와 함게 전자피부의 전기화학센서를 사람에게 부착해 땀으로 혈당을 측정하는 데 성공했다.
이번 연구성과는 과학기술분야 학술지 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology, IF 34.048)에 3월 22일자로 온라인 게재됐다.
김대형 연구위원은 "차세대 소재인 그래핀을 활용해 당뇨병의 진단과 피드백 치료가 모두 가능한 시스템을 만들어냈다"며 "당뇨패치 전자피부에 적용된 여러 기술들은 당 측정 외에도 전자피부 또는 패치형태의 다양한 바이오센서 시스템에 광범위하게 활용 가능할 것"이라고 말했다.
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