연세대 전기전자공학과 유기준 교수와 한국과학기술연구원(KIST) 정영미 박사, 경희대 기계공학과 허윤정 교수 공동연구팀이 ‘형광 기반 생분해성 완전 무선 연속 혈당 모니터링 시스템’을 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 해당 시스템으로 체내 포도당에 반응하는 형광 물질을 이용해 집에서도 쉽게 혈당을 확인할 수 있는 기술을 개발했다고 전했다.

지속적인 혈당 측정이 중요한 당뇨병 환자들도 스마트폰으로 혈당 수치를 간편하게 자가 진단할 수 있게 된 것이다.

‘연속 혈당 모니터링(CGM)’은 혈당 수치를 실시간으로 추적하고 저혈당·고혈당 합병증을 예방할 수 있는 정보를 제공한다.

현재 상용화된 CGM 모델은 센서 바늘 부착형인 1세대로, 센서 침습으로 감염 위험이 있고 수명이 2주 정도로 짧다는 단점이 있다. 완전 이식형인 2세대는 수명이 6개월로 늘어났지만, 이식·제거 수술이 필요하다.

연구팀이 개발한 시스템은 체내 포도당에 민감하게 반응하는 ‘침습 형광 기반 생체 흡수성 마이크로니들 센서’가 적용됐다.

마이크로니들 센서는 매우 작고 가벼운 센서로 피부에 최소로 침습·부착돼 통증이나 상처, 피부 염증이 발생하지 않는다. 또 생체 적합성 소재로 만들어져 측정과 동시에 체내에 흡수·분해돼 사용 후 제거할 필요가 없다.

마이크로니들 센서는 포도당 반응형 형광 단량체를 포함해 체액에 포함된 포도당과 결합해 빛을 내고, 체내 포도당 농도에 따라 형광 강도가 달라져 쉽게 혈당을 확인할 수 있다.

센서와 호환되는 모바일 애플리케이션도 개발돼 쉽게 혈당을 자가 진단할 수 있다.

연구팀은 혈당 측정과 동시에 당뇨병 치료 약물을 전달하는 다기능성 마이크로니들 센서를 개발할 계획이다.

유기준 교수는 “당뇨병 환자의 지속적인 혈당 모니터링은 중요하지만, 현재 기술은 고통을 동반하는 침습형 혈당 측정기가 대부분”이라며 “이번 연구로 혈당 모니터링의 새로운 패러다임을 제시했다”고 말했다.

과학기술정보통신부 나노소재원천사업과 기초연구사업, 중견연구사업, 연세-KIST 융합사업의 지원을 받아 진행한 이번 연구결과는 국제학술지 ‘Science Advances’에 게재됐다.