스마트 워치를 이용한 혈당모니터링 시스템 모식도
[뉴스토마토 임삼진 객원기자] 포스텍(POSTECH) 연구진이 피를 뽑지 않아도 혈당을 정확하게 측정하고, 산소 포화도와 심박수까지 동시에 확인할 수 있는 혁신적 스마트 워치를 개발했습니다. 당뇨 관리의 새로운 장을 여는 이 기술은 9월 17일 바이오센서 분야 학술지 Biosensors and Bioelectronics 온라인판에 게재됐습니다.
피 한 방울 없이 30일 이상 정확·안정적
기존 혈당 측정은 바늘을 이용해 혈액을 채취하거나, 피부에 부착한 패치로 체액을 측정하는 방식이 주류입니다. 하지만 이런 방식은 통증·피부 자극·염증의 위험이 있고, 2주 정도 지나면 정확도가 떨어지는 한계가 있었습니다.
포스텍 신소재공학과 한세광 교수와 정선아·김태연 박사 연구팀은 ㈜인핸드플러스(대표 이휘원)와 공동으로 이 문제를 땀을 이용해 해결했습니다. 연구진은 땀이 한쪽 방향으로만 흐르는 테슬라 밸브(Tesla valve)를 적용한 마이크로 유체 시스템을 개발하고, 여기에 마이크로 LED와 광센서(Photodetector)가 포함된 광학 모듈과 혈당 반응 광학 하이드로젤을 결합했습니다.
이 스마트 워치는 땀 속 0.01~1mM(밀리몰) 농도의 혈당까지 실시간으로 측정할 수 있으며, 30일 이상 장기 착용에도 민감도가 유지되는 안정성을 입증했습니다. 실제 혈당 수치와도 높은 상관성을 보여 신뢰성이 확인됐습니다.
‘빛’으로 읽는 혈당·산소포화도·심박수
심은 빛을 이용한 측정 원리입니다. 땀이 테슬라 밸브를 따라 흐르면, 혈당 농도에 반응한 하이드로젤이 형광 신호를 냅니다. 스마트 워치 내부의 LED와 광센서가 이 형광의 세기를 전자 신호로 변환해 혈당 수치를 계산합니다.
또한 서로 다른 파장의 빛을 동시에 활용해 혈당뿐 아니라 산소 농도와 심박수까지 정밀하게 파악할 수 있습니다. 한 교수는 “스마트 워치와 연계된 광학 기반 연속 혈당 측정 기술은 당뇨 환자들이 매일 피를 뽑는 불편을 크게 줄여줄 것”이라며, “향후 심혈관 질환·호흡기 질환 등 다양한 만성 질환 모니터링에도 응용 가능하다”고 말했습니다.
스마트 헬스케어를 통해 일상적이고 지속적인 건강 관리가 치료와 예방의 핵심이 되는 시대를 맞아 글로벌 혈당 센서 시장은 매년 두 자릿수 성장세를 이어가고 있습니다. 특히 무채혈·다기능·장기 사용이 가능한 차세대 제품의 수요가 급증하고 있는 상황에서 이번 연구가 상용화되면 상당한 시장성을 확보할 수 있을 것으로 기대됩니다. 이 연구는 범부처 전주기 의료기기 연구개발사업, 과학기술정보통신부 브릿지 연구사업, 문화체육관광부 한국콘텐츠진흥사업의 지원을 받아 이루어졌습니다.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.117925
임삼진 객원기자 isj2020@daum.net