정의헌 지스트 의생명공학과 교수팀과 공동 연구

눈물 속 포도당 농도로 진단…측정오차 최소화 알고리즘도 개발

채혈과정 없이 눈물로 혈당을 관리할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한양대학교(총장 김우승)는 이동윤 생명공학과 교수팀이 정의헌 지스트 의생명공학과 교수팀과 함께 최근 인체에 무해하고 전극이 필요없는 '혈당 진단 스마트 콘택트렌즈'를 개발했다고 30일 밝혔다.

공동연구팀이 개발한 스마트 콘택트렌즈는 채혈 시 발생하는 통증에 대한 부담감은 물론 감염 등의 부작용도 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대 받는다.

당뇨병 진단은 손가락 끝을 바늘로 찔러 채취한 혈액의 포도당 농도를 측정하는 침습적 방법이 주로 사용된다. 하지만 이런 방식은 환자들에게 심리적 스트레스를 유발하며 침을 통한 감염 등 부작용이 발생할 가능성이 있다는 단점이 있다.

공동연구팀은 이런 문제점을 해결하고자 혈액을 대신해 혈당을 측정할 수 있는 방안을 모색했다. 공동연구팀은 당뇨병 환자의 혈당 수치가 높아지면 인체 다른 체액에서도 포도당의 수치가 높아지는 것을 확인, 눈물을 이용해 당뇨를 진단하는 방법을 연구했다.

그 결과 눈물 속 포도당 수치에 따라 렌즈 속 나노입자의 색이 변하고 이를 스마트폰과 연계해 혈당 수치를 측정할 수 있는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다.

또 공동연구팀은 색변화의 정도를 정밀하게 촬영하는 시스템과 안구의 흔들림에 따라 발생하는 측정오차를 최소화 할 수 있는 안구 추적 알고리즘도 함께 개발했다.

이렇게 완성된 스마트 콘택트렌즈는 별도의 전극이 필요없고, 인체에 무해한 나노입자의 발색변화를 통해 정량적으로 분석함으로써 신체에 미치는 부담을 최소화했고, 스마트폰을 통해 편리한 자가진단이 가능하다는 장점을 가진다.

이동윤 교수는 "추후 임상실험을 통한 안전성 평가를 거친다면, 기존의 진단 방식보다 환자의 부담을 최소화하고 간편하게 당뇨 자가 진단이 가능할 것으로 기대한다"고 말했다.

정의헌 지스트 교수는 "이번 성과는 기존 당뇨진단 방식의 가장 큰 단점인 침습형 측정을 줄일 수 있는 기술"이라며 "추후 딥러닝기술 및 바이오빅데이터를 활용한다면 일상에서 보다 정밀한 비침습적 방법이 될 수 있다"고 말했다.

이번 연구는 이동윤 한양대 교수(교신저자)와 정의헌 지스트 교수(교신저자)가 주도하고 전희재 박사가 수행했으며, 한국연구재단 바이오의료기술개발사업 등의 지원을 받았다. 관련 논문은 나노기술 분야 저명 국제 학술지 '나노레터스(Nano Letters)' 8월 20일에 온라인 게재됐다.