초음파 기반 웨어러블 미세바늘 패치, 연속 혈당 모니터링 혁신

피부 삽입형 미세바늘, 초음파로 혈당 측정…웨어러블 CGM 시대 열리나**

기존 연속 혈당 모니터링(CGM) 기기의 한계를 극복하고, 더욱 편리하고 정확한 혈당 측정 방법을 제시하는 새로운 기술이 개발되어 의료계의 주목을 받고 있다. 과학 저널 'Sci Adv'에 발표된 연구에 따르면, 연구팀은 초음파를 활용한 웨어러블 미세바늘 패치를 개발하여 기존 CGM의 단점을 보완하고, 실시간 혈당 모니터링의 정확성과 안정성을 획기적으로 높였다.

기존 CGM은 혈액 내 포도당 농도를 측정하기 위해 효소를 사용하는데, 이 효소의 안정성이 떨어지고 제조 비용이 높아 기기의 가격 상승으로 이어지는 문제점이 있었다. 또한, 효소 기반 센서는 외부 환경에 민감하여 정확도가 저하될 수 있다는 단점도 존재했다. 이러한 한계를 해결하기 위해 연구팀은 효소를 사용하지 않고, 미세바늘과 초음파 기술을 결합한 새로운 모니터링 시스템을 개발했다.

미세바늘과 초음파, 만나 혈당 정보를 정확하게 읽어내다

개발된 패치는 피부에 삽입되는 극히 작은 크기의 미세바늘(microneedle)과 초음파 송수신 장치로 구성되어 있다. 미세바늘은 피부 표피층을 뚫고 혈액을 채취하며, 채취된 혈액 속 포도당 농도가 변함에 따라 혈액의 음향 특성, 즉 초음파가 혈액을 통과할 때 나타나는 신호의 변화를 감지한다. 연구팀은 혈당 농도 변화에 따른 음향 변화를 정밀하게 분석하는 알고리즘을 개발하여 혈당 값을 정확하게 계산해냈다.

이 기술의 가장 큰 장점은 효소를 사용하지 않아 센서의 안정성을 높이고, 비용을 절감할 수 있다는 점이다. 또한, 효소 기반 센서와 달리 외부 환경 변화에 덜 민감하여 더욱 정확한 혈당 측정이 가능하다. 특히, 패치의 크기를 줄여 웨어러블 기기로 구현함으로써 사용자의 편의성을 크게 향상시켰다는 평가를 받고 있다.

동물 실험서 24시간 안정적 혈당 모니터링 성공…향후 임상 시험 기대

연구팀은 개발된 미세바늘 패치의 성능을 검증하기 위해 동물 실험을 진행했다. 실험 결과, 패치는 24시간 동안 안정적으로 혈당 변화를 감지했으며, 기존 CGM 기기와 유사한 정확도를 보였다. 실시간으로 혈당 정보를 제공함으로써, 당뇨 환자들이 자신의 혈당 변화를 즉각적으로 인지하고 적절한 조치를 취할 수 있도록 돕는 역할을 할 것으로 기대된다.

연구를 주도한 A 교수는 "본 기술은 기존 CGM의 한계를 극복하고, 더욱 편리하고 정확한 혈당 모니터링을 가능하게 하는 혁신적인 솔루션”이라고 밝혔다. 또한, "향후 임상 시험을 거쳐 실제 의료 현장에 적용될 수 있도록 노력하겠다"고 덧붙였다.

웨어러블 CGM 기술, 미래 의료 혁신 이끌까

이번 연구는 웨어러블 헬스케어 기술 발전의 중요한 이정표가 될 것으로 평가받고 있다. 미세바늘 기반의 비침습적인 혈당 모니터링 기술은 당뇨병 환자뿐만 아니라, 건강한 사람들의 혈당 관리를 위한 맞춤형 건강 솔루션 제공에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

전문가들은 “초음파 기반 미세바늘 패치는 혈당 모니터링 외에도 다양한 생체 지표 측정에 적용될 수 있는 잠재력을 가지고 있다”며 “이 기술이 의료 분야에 가져올 혁신적인 변화에 대한 기대가 크다”고 입을 모았다. 향후 웨어러블 의료 기기 개발 경쟁이 더욱 치열해질 것으로 예상되며, 다양한 생체 신호를 실시간으로 감지하고 분석하는 기술 개발이 활발하게 이루어질 것으로 전망된다. 연구팀은 현재 기술의 성능을 더욱 향상시키고, 다양한 질병 진단에 활용할 수 있는 연구를 진행하고 있다.