콘택트렌즈만 착용하면 당뇨 진단 가능하다

UNIST 박장웅 공동연구진, 그래핀·금속나노와이어 '스마트 콘택트렌즈'

울산CBS 반웅규 기자

스마트 콘택트렌즈 개발에 참여한 연구진의 모습. 사진 왼쪽부터 박지훈·지상윤·김주희 연구원, 이창영·박장웅·변영재 교수.(사진 = UNIST 제공)

콘택트렌즈를 착용만 해도 당뇨와 녹내장 진단이 가능하다.

UNIST(울산과학기술원) 신소재공학부 박장웅 교수가 주도한 공동연구진은 당뇨병과 녹내장 진단이 가능한 '스마트 콘택트렌즈 센서'를 개발했다고 27일 밝혔다.

공동연구진으로는 UNIST 생명과학부 이창영 · 전기전자 컴퓨터공학부 변영재 교수와 경북대 의학과 김홍균·배귀현 교수가 참여했다.

이번 연구는 27일자 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 발표됐다.

당뇨병 진단은 혈액 내 혈당 농도를 기준으로 하는데 혈당이 기준치 보다 높으면 고혈당, 이 상태가 2시간 이상 지속되면 당뇨병 이다.

또 녹내장은 안구의 압력 즉, 안압을 측정해 예방할 수 있는데 안압이 높은 상태가 계속돼 시신경을 압박하면 녹내장이 생길 수 있다.

스마트 콘택트렌즈 그래픽 이미지.(사진=UNIST 제공)

박장웅 교수팀이 개발한 스마트 콘택트렌즈는 단순히 착용하는 것 만으로도 당뇨병과 녹내장을 진단 할 수 있다.

이 렌즈의 비밀은 투명도가 높고 신축성이 좋은 탄소(C) 원자의 그래핀과 10억 분의 1미터(나노미터, nm) 지름을 가진 금속 나노와이어를 재료로 만든 투명 전자센서.

전자센서가 눈물 속 혈당을 감지하고 안압을 측정, 이 정보를 무선안테나로 보내 착용자의 건강 상태를 실시간으로 파악할 수 있다.

무선 안테나가 전력을 이용해 센서의 정보를 읽어오기 때문에 콘택트렌즈 자체에는 배터리 등 별도의 전원이 필요 없다.

안압 측정은 유전층으로 가능한데, 유전층은 전기가 통하지 않는 층이지만 양전하와 음전하 극성을 띠는 게 특징.

이 층의 두께는 안압이 높아지면 얇아지고, 낮아지면 두꺼워지는 식으로 변한다.

렌즈의 센서가 이를 감지해 안테나로 정보를 전달한다.

연구진은 스마트 콘택트렌즈를 살아있는 토끼에 착용시켜 별다른 이상징후 없이 혈당 모니터링에도 성공했다.

UNIST 박장웅 교수는 "이번에 개발한 스마트 콘택트렌즈에 앞서 콘택트렌즈를 활용해 당뇨병을 모니터링 하려는 시도가 있었지만 전극이 불투명해 눈에 꼈을 때 시야를 가리거나 소재가 플라스틱이어서 착용이 어렵다는 단점이 있었다"고 지적했다.

그러면서 "이 기술은 배터리가 필요 없는 무선 스마트 콘택트렌즈 센서를 실현시킬 방법을 제시했다는데 의미를 둘 수 있다"며 "앞으로 스마트폰 연동을 통한 건강 진단, VR 가상현실 적용 등 개발에 따라 적용 분야는 무궁무진하다"고 말했다.

콘택트렌즈 하나로 자신의 건강을 진단할 수 있는 세상. 영화 속에서나 가능했던 일들이 현실로 다가오고 있다.

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