KAIST 연구팀이 상처부위 온도변화 및 열전달 특성을 추적해 치유 과정을 효과적으로 모니터링 할 수 있는 무선시스템을 개발했다.
이를 응용하면 염증반응, 박테리아 감영 등 피부관련 질병을 진단하고, 감염 수준을 탐지하는 새로운 방법을 찾을 수 있을 것으로 기대된다.
KAIST는 전기및전자공학부 권경하 교수팀이 중앙대 류한준 교수와 공동연구로 상처 치유과정을 실시간 추적해 적절한 치료를 제공하는 디지털 헬스케어 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.
국제학술지 '어드밴스드 헬스케어 머티리얼스(Advanced Healthcare Materials)' 2월 19일자에 게재된 생분해성 상처 모니터링 센서 이미지. KAIST 피부는 유해 물질로부터 인체를 보호하는 장벽 기능으로, 손상됐을 경우 집중치료가 필요한 환자들에게 감염 관련된 심각한 위험을 초래할 수 있다.
특히 당뇨 환자는 정상적인 혈액 순환과 상처치유 과정에 문제가 생겨 만성 상처가 쉽게 발생한다.
이런 만성 상처를 치유하기 위해 환자별 상태에 따라 맞춤 관리가 필요한 실정이다.
공동연구팀은 상처 부위와 건강한 피부 사이 온도 차이를 활용해 상처 내 발열 반응을 추적하고 열 전송 특성을 측정해 피부 표면 근처 수분 변화를 관찰했다.
특히 연구팀은 당뇨병이 있는 쥐의 병적 상태에서 상처 치유가 지연되는 과정을 실험한 결과 흉터 조직형성을 정확히 추적할 수 있음을 입증했다.
이 과정에서 사용한 시스템은 상처가 치유된 후 기기를 제거하는 과정에서 발생할 수 있는 조직 손상을 최소화하기 위해 체내에서 자연분해가 가능한 생분해성 센서 모듈과 통합했다.
실시간 상처 모니터링 시스템의 개략도. a, 상처 위에 위치한 온도 센서(8개)와 열 액추에이터의 위치를 나타낸 개략도(왼쪽)와 시스템의 작동 다이어그램(오른쪽). b, 평균 표준 편차 0.1도 미만의 정확도를 갖는 온도 측정값. c, 기기 상세 분해도. KAIST 이 생분해성 모듈은 사용 후 별도로 제거할 필요 없이 몸속에서 저절로 분해돼 사라져 추가적 불편함이나 조직 손상의 위험을 최소화한다.
또 생분해성 재료를 사용한 이 장치는 사용 후 제거할 필요가 없기 때문에 상처 부위 내부에서도 모니터링 할 수 있는 가능성도 제시한다.
권 교수는 "상처 부위의 온도와 열전달 특성을 지속 관찰해 의료전문가가 당뇨 환자의 상태를 더 정확하게 파악하고 적절한 치료를 제공할 수 있게 될 것ˮ이라며 "생분해성 센서를 사용해 치유가 완료된 후 장치를 제거할 필요 없이 안전하게 분해될 수 있기 때문에 병원뿐 아니라 가정에서도 실시간 모니터링이 가능해질 것으로 기대된다ˮ고 말했다.
