당뇨병 만성상처 추적하는 '똑똑한' 무선장치 개발

[이데일리 강민구 기자] 한국과학기술원(KAIST) 연구팀이 당뇨병 등 상처 부위의 시공간 온도 변화, 열전달 특성 추적을 통해 상처 치유 과정을 확인할 수 있는 무선 시스템을 선보였다.

권경하 KAIST 전기전자공학부 교수(왼쪽)와 류한준 중앙대 교수(오른쪽).(사진=KAIST)

권경하 KAIST 전기전자공학부 교수팀이 류한준 중앙대 교수와 이같은 기술을 개발했다.

피부는 유해 물질로부터 인체를 보호하는 장벽 기능을 한다. 피부 손상은 집중 치료가 필요한 환자들에게 감염 관련 심각한 건강 위험을 초래할 수 있다. 특히 당뇨병 환자의 경우, 정상적인 혈액 순환과 상처 치유 과정에 문제가 생겨 만성 상처가 쉽게 발생한다. 이러한 만성 상처 재생을 위해 미국에서만 매년 수백억 달러의 의료 비용이 지출되고 있다. 상처 치유를 촉진하는 다양한 방법이 있지만, 환자별 상처 상태에 따라 맞춤 관리가 필요하다.

연구팀은 상처 부위와 주변 건강한 피부 사이의 온도 차이를 활용해 상처 내 발열 반응을 추적했다. 특히 열 전송 특성을 측정해 피부 표면 근처의 수분 변화를 관찰해 흉터 조직의 형성 과정을 파악할 수 있는 기반으로 활용했다. 이후 당뇨병이 있는 쥐를 통해 병적 상태에서 상처 치유가 지연되는 과정에서 실험한 결과, 수집된 데이터가 상처 치유 과정과 흉터 조직 형성을 추적할 수 있음을 입증했다.

생분해성 상처 모니터링 센서 이미지.(자료=KAIST)

해당 시스템은 상처가 치유된 후에 기기를 제거하는 과정에서 발생할 수 있는 조직 손상을 최소화하기 위해 몸속에서 자연 분해할 수 있는 생분해성 센서 모듈과 통합됐다. 생분해성 모듈은 사용한뒤 별도로 제거할 필요 없이 몸속에서 저절로 분해돼 사라지기 때문에 조직 손상 위험을 줄일 수 있다.

권경하 교수는 “상처 부위의 온도와 열전달 특성을 계속 확인해 의료 전문가들이 당뇨병 환자의 상처 상태를 더 정확하게 파악하고 적절한 치료를 제공할 수 있게 될 것으로 기대한다”라며 “생분해성 센서를 사용해 상처 치유가 완료된 후 장치를 제거할 필요 없이 안전하게 분해될 수 있어 병원뿐만 아니라 가정에서도 실시간 모니터링이 가능해질 것”이라고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼스(Advanced Healthcare Materials)’에 지난 달 19일에 게재됐다.