당뇨병·녹내장 진단…'스마트 콘택트렌즈' 실용화 성큼

울산과기원 공동연구진 성과 / 투명센서 삽입… 이질감 없어 / 안압 변화 감지 녹내장도 측정

콘택트렌즈로 당뇨병과 녹내장을 진단할 수 있게 됐다.

울산과학기술원(UNIST)은 신소재공학부 박장웅(40·사진) 교수가 주도한 공동연구진이 그래핀과 금속 나노와이어를 기반으로 하는 ‘스마트 콘택트렌즈 센서’를 개발했다고 27일 밝혔다.

연구에는 UNIST 이창영 생명과학부 교수와 변영재 전기전자컴퓨터공학부, 경북대 의학과 김홍균·배귀현 교수가 참여했다.

공동연구진이 만든 스마트 콘택트렌즈는 소프트 콘택트렌즈에 투명센서와 안테나를 삽입한 형태여서 투명하다. 이전에 만들어진 센서들은 불투명해 시야를 가렸다. 렌즈 모양의 플라스틱이라 착용하기도 어려웠다.

박 교수팀의 스마트 콘택트렌즈는 소프트 콘택트렌즈처럼 유연해 착용감까지 뛰어나다. 연구팀은 “살아있는 토끼에게 착용시켰지만 별다른 이상행동이 나타나지 않았다”고 말했다.

렌즈가 작용하는 원리는 이렇다. 센서가 눈물 속 혈당을 감지해 무선안테나로 정보를 보낸다. 실시간으로 렌즈를 착용한 사람의 건강상태를 파악할 수 있다. 혈액 내 포도당(혈당) 농도는 눈물로도 측정이 가능하다. 무선안테나가 전력을 이용해 센서의 정보를 읽어오기 때문에 배터리와 같은 별도의 전원도 필요없다.

녹내장을 측정할 수 있는 안압의 변화는 렌즈에 센서와 함께 삽입한 유전층을 이용한다. 안압이 높은 상태가 계속되면 시신경을 압박해 녹내장이 생길 수 있다. 유전층은 전기가 통하지 않는 층으로, 양전하와 음전하가 양쪽으로 나뉘는 극성을 띠고 있다. 유전층의 두께는 안압이 높아지면 얇아지고, 낮아지면 두꺼워진다. 이러한 변화를 센서가 감지한다.

박장웅 교수

센서는 렌즈에 변형이 생겨도 무선으로 혈당이나 안압을 감지할 수 있었다고 대학 측은 설명했다. 사람의 눈물 속 다양한 물질에 노출돼도 센서의 특성이 유지됐다.

박 교수는 “이 기술은 배터리가 필요없는 무선 스마트 콘택트렌즈 센서를 실현시킬 방법을 제시했다는 데 의의가 있다”며 “영화 ‘마이너리티 리포트’나 ‘미션 임파서블’에서 볼 수 있었던 스마트 콘택트렌즈 구현에 한 걸음 더 다가갈 수 있을 것”이라고 말했다. 연구 결과는 27일자 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 발표됐다.

울산=이보람 기자

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