국내 연구진이 완전한 비침습으로 진단과 관리가 가능한 웨어러블 센서를 개발했다.
한국연구재단은 신재호 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원 연구진이 피부를 통해 들어오고 나가는 양방향의 기체 분자 흐름을 정밀하게 측정하는 웨어러블 시스템을 개발했다고 30일 밝혔다. 의공학 분야의 세계적인 석학인 존 로저스 미국 노스웨스턴대 교수 연구진과의 공동 연구 결과로, 논문은 국제 학술지 '네이처(Nature)'에 지난 9일 게재됐다.
피부는 체내와 체외를 구분 짓는 우리 몸의 최외곽 경계로, 다양한 기체 분자가 오간다. 즉 우리 몸의 건강에 대한 중요한 정보를 외부로 실어 나르는 정보의 고속도로가 될 뿐만 아니라, 휘발성 유기 화합물과 같은 대기 중에 존재하는 해로운 물질이 순환계에 녹아들게 하는 통로의 역할을 한다.
연구진은 피부 위에 부착하는 것만으로도 피부 표면에서의 다양한 기체 흐름을 수일 이상 지속적으로 모니터링할 수 있는 완전 자립형 웨어러블 시스템을 고안해 개발했다. 완전 자립형 웨어러블 시스템은 배터리와 무선통신 기능 등이 통합돼 유선 연결 없이도 독자적으로 구동할 수 있는 웨어러블 센서를 말한다.
이 시스템은 단순한 원리에 착안해 개발됐다. 개울물을 손바닥으로 막으면 물이 손바닥을 따라 차오르는데, 이때 차오르는 속력이 개울물의 원래 유속을 반영한다. 연구진은 이 원리를 사용해 소형 가스 센서와 전자-기계식 밸브 시스템으로 피부 위 어디에서든 기체의 유속을 측정할 수 있도록 했다.
동물실험과 초기 임상실험을 통해, 개발한 센서 시스템을 피부 장벽 기능의 정밀 진단, 취약 인구의 항상성 모니터링, 개인의 위생 상태 평가, 환경 유해인자에 의한 피부 열화 평가, 염증 및 감염을 포함한 외상 치유 전과정 모니터링 등에 폭넓게 활용할 수 있음을 실증했다.
신재호 선임연구원은 "상품화 연구를 통해 전문 의료기기, 피부 미용기기, 개인 위생기기 등 다양한 형태로 개발돼 실질적 시장 가치를 창출할 수 있을 것으로 보인다"고 말했다.
참고 자료
Nature(2025), DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-08825-2