피부에 붙이면 파킨슨병·수전증 등 진단에서 치료까지

[이데일리 이승현 기자] 국내 연구진이 전자패치처럼 피부에 직접 붙여 파킨슨병 등 운동장애 질환을 실시간 진단하고 약물투여 등 치료까지 하는 착용형(웨어러블) 나노소자를 개발했다.

김대형 서울대 교수

미래창조과학부는 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단의 김대형 서울대 교수 연구팀이 이러한 착용형 전자시스템을 개발했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적 학술지인 ‘네이처 나노테크롤로지’(Nature Nanotechnology) 이날자에 실렸다.

이 장치 안에는 나노박막 센서, 메모리 소자, 치료용 약물, 전자히터 등 전자소자들이 내장돼 있다. 나노박막 센서가 운동장애 패턴을 측정하면 메모리 소자에 측정 결과가 저장돼 질병징후를 진단한다. 전자히터는 이를 바탕으로 진단 결과에 따라 피부에 투여하는 약물의 양을 온도로 조절한다. 온도가 올가가면 약물 투여량이 늘어나는 식이다.

이 방법은 파킨슨병과 수전증, 간질 등 데이터를 정량적으로 측정해 실시간 진단해야 하는 운동장애 질환의 치료에 적합하다.

다양한 전자소자들은 25%가량 늘어날 수 있어 피부에 붙여도 가볍고 자연스럽다. 연구팀은 실리콘 웨이퍼나 유리기판 등 딱딱한 기판 대신 나노박막을 사용하고 기존 반도체 기술을 변형시켜 휘거나 늘일 수 있는 전자소자를 제작했다.

연구팀은 반도체를 만들듯 기판 위에 나노전자소자를 배열하고 이를 유연한 패치에 인쇄해 이 장치를 제작했다. 기존 반도체 공정의 변형으로 대량생산이 가능해 의료산업 분야와 전자산업에 응용될 것으로 예상된다.

김 교수는 “이번 착용형 전자소자 개발 성과가 차세대 피부 부착형 헬스케어 전자기기의 연구개발을 선도하는 계기가 될 것”이라며 “앞으로 스마트폰과 같은 모바일 기기와 연동해 활용될 경우 원격진료 등 신시장 창출에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

김 교수는 ‘엠아이티 테크놀로지 리뷰’가 선정한 ‘35세 이하의 세상을 바꿀 위대한 과학자 35인’ 중 한 명이다. 서울대 교수로 임용된 지 2년 반 만에 순수 국내연구로 이번 성과를 냈다.

착용형(웨어러블) 전자소자를 집적시킨 의료용 패치를 피부위에 부착한 사진. 미래창조과학부 제공