カイストの研究陣が糖尿性潰瘍の管理に向けたセンサーパッチを開発した。/カイスト

糖尿病患者にとって傷は単なる皮膚損傷で終わらない可能性がある。とりわけ足に生じる「糖尿性潰瘍(糖尿足)」は傷が治りにくく、感染や組織壊死につながる恐れがあり、治療の時期を逃すと切断まで検討せざるを得ない代表的な糖尿合併症である.

このようなリスクを抑えるため、傷の状態を目で確認し、スマートフォンで数値まで把握できるスマートドレッシングパッチが開発された.

パク・インギュKAIST機械工学科特任教授の研究チームは、ハ・ジファン国立ハンバッ大学教授、チョン・ジュンホ韓国機械研究院研究員、ウェイ・ガオ米国カリフォルニア工科大学教授と共同で、糖尿性潰瘍管理のための「無線・無電源基盤AUK多モーダルセンサーパッチ」を開発したと14日明らかにした.

今回のパッチは傷を覆って保護するドレッシング機能に診断センサーを組み合わせた形だ。傷部位のブドウ糖濃度、酸性度、温度変化を同時に観察できる。平たく言えば、傷が悪化する際に体に現れる複数のシグナルを1枚のパッチが読み取る方式である.

研究チームはまず電気紡糸工法で機能性ナノファイバードレッシングを作製した。電気紡糸は電場を用いて髪の毛よりはるかに細い繊維を紡出する技術である。こうして作ったドレッシングは、糖尿足の傷でブドウ糖濃度が高まったり酸性度が変化すると色が変わる.

すなわち、傷が悪化する可能性が生じるとパッチの色が変わり、患者や医療陣がリスクシグナルを直感的に確認できる。皮膚を切開したり採血しない非侵襲方式であるため、患者の負担も軽減できる.

ここに研究チームはAUKセンサーシステムを加えた。AUKは光と電気信号を併用する技術である。パッチ内の発光ダイオード(LED)が光を放ち、フォトダイオードという光検知センサーがドレッシングの色変化を反射率として読み取り電気信号に変換する.

従来のようにカメラで色を撮影する方式は周辺照明によって結果が変わり得る。これに対し今回のパッチは光を直接照射し反射の程度を測定するため、より安定的なデータが得られる.

今回の技術の最大の特徴はバッテリーが不要という点である。パッチには近距離無線通信(NFC)基盤のフレキシブル回路が適用された。NFCはスマートフォンの交通カードや簡易決済に使われるように、近距離で電力とデータをやり取りする技術である.

患者がスマートフォンをパッチに近づけると、パッチが無線で電力供給を受けて作動する。その後、測定された傷の情報はスマートフォンへ送信される。別途の装置や複雑な検査過程なしにアプリを通じて傷の状態をすぐに確認できるというわけだ.

パク・インギュ特任教授は「毎日針で指先を刺さなければならない糖尿患者の苦痛を和らげるために始めた研究が、合併症の先制的診断技術につながった」と述べ、「今回の技術は今後、糖尿のみならず多様な慢性疾患の無採血診断技術へ拡張し得る中核の基盤技術になるだろう」と語った.

今回の研究成果は材料科学分野の国際学術誌「Advanced Functional Materials(アドバンスト・ファンクショナル・マテリアルズ)」に1月に掲載され、表紙論文に選定された.

参考資料

Advanced Functional Materials(2026), DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.202532167

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