눈물로 당뇨병 진단하는 스마트렌즈 개발

정의헌 GIST 교수 공동연구팀, "눈물속 포도당 농도 측정해 당뇨병 진단"

[아시아경제 김봉수 기자] 눈물을 이용해 혈당을 측정, 당뇨병을 관리할 수 있는 획기적인 기술이 개발됐다. 손가락을 찔러 채혈해야 하는 환자들의 부담이 크데 줄어들 전마이다.

광주과학기술원(GIST)은 정의헌 의생명공학과 교수, 이동윤 한양대 생명공학과 교수 공동연구팀이 인체에 무해하고 전극이 필요 없이 눈물 속 포도당 농도를 측정하 수 있는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다고 30일 밝혔다.

기존 당뇨병을 진단·관리할 때엔 손가락 끝을 바늘로 찔러 혈액을 채취해 포도당 농도를 측정해야 했다. 매번 손가락을 침으로 찌르는 것은 환자들에게 굉장한 심리적 스트레스를 유발했다. 침을 통한 감염 등 부작용 가능성도 있다.

연구팀은 혈액을 대신할 인체의 주요 체액(體液) 중 질병 상태와 상관성이 높은 눈물을 이용하여 눈물 속 포도당 농도를 통해 당뇨 진단 가능성을 확인해 스마트 콘택트렌즈 개발을 진행했다. 당뇨병 환자의 경우 혈중 포도당 수치가 높아지면 다른 체액에서도 포도당의 수치가 높아지기 때문이다.

연구팀이 개발한 콘택트렌즈는 눈물 속 포도당 수치에 따라 색이 변하고 이를 스마트폰과 연계해 혈당 수치를 측정할 수 있다. 눈물 속 포도당 농도에 따라 렌즈 속 나노입자가 발색이 되고, 색변화의 정도를 정밀하게 촬영할 수 있는 시스템과 안구의 흔들림에 따른 측정 오차를 최소화 할 수 있는 안구 추적 알고리즘을 개발했다. 안구 추적 알고리즘은 보다 정밀하게 측정하고, 당뇨병의 자가 진단이 가능하도록 고안됐다. 전극을 필요로 하지 않고, 인체에 무해한 나노입자의 발색변화를 카메라를 통해 정량적으로 분석함으로써 신체에 미치는 부담을 최소화한다.

정 교수는 "이번 성과는 기존 당뇨진단 방식의 가장 큰 단점인 침습형 측정을 줄일 수 있는 기술이며, 추후 딥러닝기술 및 바이오빅데이터를 활용한다면 일상에서 보다 정밀한 비침습적 방법이 될 수 있다"며 "추후 임상실험을 통한 안전성 평가를 거친다면, 기존의 진단 방식보다 환자의 부담을 최소화하고 간편하게 당뇨 자가 진단이 가능할 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구 결과는 나노기술 분야 국제 학술지 나노레터스(Nano Letters)에 지난 20일 온라인 게재됐다. 또 프린트판 속표지논문(Supplementary cover)으로도 게재될 예정이다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr