[헬스코리아뉴스 / 박민주] 수중곤충 물방개의 앞발에 달린 점착 기관을 모사해 피부의 산성도(pH)나 유수분량을 모니터링할 수 있는 피부 부착형 패치가 국내 연구팀에 의해 개발됐다.

성균관대학교 화학공학과 방창현 교수, 연세대학교 생명시스템대학 생명공학과 조승우 교수 연구팀은 수컷 물방개 앞발에 있는 점착 컵을 본떠 무전원 방식의 신속 체액 포집 피부 모니터링 패치를 개발했다고 밝혔다.

산성도나 유수분량 등 피부 상태를 모니터링하기 위해 체액(눈물, 땀 등)을 수집하는 피부부착형 웨어러블 패치들이 개발되고 있지만, 체액 포집 속도와 모니터링의 정확도를 높이기 위해 별도의 전원이 필요하다는 한계가 있었다. 특히 화학 점착제의 경우 피부 자극을 유발해 반복사용이나 장시간 부착이 어렵고, 여러 환경에서도 부착력을 유지하는 것이 과제로 남아있었다.

연구팀은 이같은 한계를 극복하기 위해 물방개의 점착 컵을 모사하고, 내부 흡인력을 이용해 피부에 점착되면서 동시에 체액을 포집하고 모니터링할 수 있는 마이크로 크기의 인공 점착 컵을 제작했다. 점착 컵 내부에 체액 흡수력이 높고, 산성도 변화에 따라 색이 변하는 하이드로젤을 탑재해 포집된 체액의 산성도를 별도의 전원 장치 없이 분석할 수 있도록 했다.

나아가 머신러닝 기반의 분석 어플리케이션을 개발, 모바일기기로 이미지를 촬영하고 촬영한 하이드로젤의 색 이미지 데이터(RGB)를 기계 학습해 피부 산성도를 높은 정확도로 추적할 수 있도록 했다. 이후 패치를 산성도 변화가 동반되는 여드름 질환 모델에 적용하고, 육안관찰을 바탕으로 약물 처치 시점을 판단한 경우보다 더욱더 빠른 피부 정상화가 가능함을 확인했다.

연구팀은 "향후 환자 맞춤형 피부질환 치료 패치 및 의료용 부착 소재 개발과, 체외 진단을 위한 데이터 기반 기술에 적용될 수 있을 것"이라고 기대감을 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances)에 17일(한국시간) 게재됐다.