땀 양·성분 실시간 분석해 질병 진단하는 전자 패치 개발

KAIST·성균관대 "신장 기능 장애 진단 등에 활용 가능"

한국과학기술원(KAIST) 권경하 교수와 성균관대 김종욱 박사과정 연구원 연구팀은 땀 배출속도와 성분을 실시간 분석해 질병을 진단할 수 있는 무선 전자 패치를 개발했다고 6일 밝혔다.

최근 땀을 이용해 체내 수분 상태, 스트레스, 체온 조절 등 생체 지표를 측정하는 연구가 활발히 진행되고 있다.

땀 배출속도를 정확히 측정하기 위해서는 통제된 실험실 환경이 필요하며, 정확한 분석을 위해서는 땀의 정량적 속도와 체적을 실시간으로 측정해야 한다.

연구팀은 단위 시간당 흐르는 땀의 양(체적 유량)과 함께 땀 내 염화물·포도당·크레아틴·수소이온 등 성분의 농도와 종류를 실시간으로 측정하고 분석할 수 있는 미세 유체 시스템을 개발했다.

우선 피부와 맞닿는 패치의 미세 유체 채널 위에 저전력 열원을 부착했다.

열원 상류에서 하류로 땀이 전달되면서 온도 차이가 생기는 점에 착안해 땀 배출 속도를 측정하는 데 성공했다.

활발한 신체활동 때 1분당 최대 5㎕(마이크로리터·100만분의 1ℓ)로 흐르는 땀 속도를 측정할 수 있다.

측정한 데이터는 스마트폰 앱을 통해 실시간으로 확인할 수 있다.

낭포성 섬유증, 당뇨병, 신장 기능 장애, 대사성 알칼리증 등 진단에 활용할 수 있다.

권경하 교수는 "전자 패치를 운동 후 탈수 증세 감지 등 평상시 건강 관리에도 적용할 수 있다"며 "피부 근처 혈관의 혈류 속도를 측정하거나 약물 방출 속도를 실시간으로 측정해 정확한 투여량을 계산하는 등 연구에도 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이 같은 성과는 국제 학술지 '네이처 일렉트로닉스'(Nature Electronics) 지난 3월 29일 자에 실렸다.

/연합뉴스