혈당측정부터 당뇨치료까지 패치 하나로 끝

국내 연구진이 피부에 붙여 땀으로 혈당을 측정하고 당뇨 치료제까지 주입할 수 있는 당뇨패치를 개발했다. 당뇨환자들은 매일 피를 뽑아 혈당을 측정하고 주사를 맞아 혈당을 관리해야하는 번거로움 때문에 스트레스를 호소해왔다. 세계 인구 9%가 당뇨병를 앓고 있을 만큼 당뇨 환자가 증가하고 있는 상황에서 이번에 개발된 기술이 상용화되면 수 많은 당뇨 환자들이 혜택을 볼 수 있을 것으로 기대된다.

22일 미래창조과학부 산하 기초과학연구원(IBS)은 김대형 연구위원(서울대학교 화학생물공학부 교수) 주도로 그래핀 소자를 활용해 당뇨패치를 개발했다고 밝혔다.

발이나 배 등 피부에 바로 부착할 수 있게 개발된 당뇨 패치는 땀에 포함된 글루코스(당)을 그래핀으로 만들어진 다양한 센서가 감지하는 방식으로 혈당을 측정한다. 글루코스 센서가 잘 작동하도록, 영향을 줄 수 있는 주변 요소인 땀의 양(습도), 산성도(ph), 온도 등을 감지하는 센서들을 추가해 측정의 정확도를 높였다.

혈당이 높아졌을 때 약물을 주입하기 위해서 초미세 바늘인 ‘마이크로니들’을 활용했다. 온도가 일정 이상 높아지면 겉 표면에 특수 코팅이 녹아 약물(메트포민)이 피부에 들어갈 수 있도록 조절기능을 넣었다.

당뇨패치를 만들기 위해 물질은 그래핀을 사용했다. 그래핀은 원래 크기보다 10%정도 늘어나도 정상 작동하는 특성이 있어 몸에 붙였을 때 변형돼도 괜찮기 때문이다. 또 전기 화학적으로 그래핀의 민감도가 다른 물질을 이용할 때 보다 더 좋다는 장점도 있다.

이번 당뇨패치 개발은 당뇨환자들이 기존보다 훨씬 편리하게 당을 관리할 수 있게 돕는 기술이라는 점에서 의미가 있다. 당뇨는 완치되는 치료법이 없기 때문에 당이 높아지지 않게 관리하는 것이 중요한 질병이다. 하지만 지금까지는 침습적인 방법이 보편적으로 사용되고 있어 관리가 어렵고 환자들이 스트레스를 호소해왔다.

김 교수는 “보통 혈당을 측정하기 위해 피를 뽑고 치료를 위해 약을 먹거나 주사를 투여하는데, (이런 침습적인 진단과 치료를) 매일한다는 게 굉장한 스트레스”라며”환자들이 하루에 한번 해야 하는 것이 힘들어 일~이주에 한번씩 하는 경우가 많아 혈당관리가 잘 안 된다”고 설명했다.

김 교수는 이어 “따라서 비침습적이고 고통 없고, 스트레스를 받지 않는 혈당 측정 조절방법이 필요하다”고 강조했다.

당뇨 패치가 상용화되면 당뇨를 앓고 있는 수많은 환자들이 편리하게 당을 관리할 수 있게 될 것으로 기대된다. 국내 300만명(6%), 전세게 6억명(9%)이 당뇨로 고통받고 있다. 특히 아시아에선 최근 식습관이 서구화되면서 당뇨 환자가 급격하게 늘어나고 있는 추세다.

김대형 교수는 “이 기술의 상용화가 이루어져 전자 피부 또는 패치 형태의 다양한 바이오 센서 시스템에 광범위하게 활용되면 세계 300억달러 당뇨병 치료시장 선점에 도움이 될 것으로 기대된다.”고 말했다.