손가락 땀으로 혈당 측정하는 반지 나왔다

UCSD 연구진 개발…혈당·비타민C·알코올까지 측정

손가락의 땀만으로 사용자의 다양한 생체 지표를 추적할 수 있는 스마트 반지가 개발됐다.

IT매체 씨넷은 미국 캘리포니아대 샌디에이고 캠퍼스(UCSD) 연구진이 개발한 스마트 반지 시제품을 최근 소개했다. 이번 연구 결과는 지난 23일(현지시간) 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐다.

센서가 아닌 손가락의 땀으로 생체 지표를 측정하는 반지가 개발됐다. (사진= 데이비드 베일롯/UCSD 제이콥스 공과대학)

이 스마트 반지는 혈당과 비타민C, 알코올 농도를 비롯해 포도당, 케톤, 요산, 젖산 등 다양한 생화학적 건강 지표를 지속적으로 측정할 수 있는 것이 특징이다. 케톤은 간이 포도당 대신 지방을 분해할 때 생성되는 물질이며, 요산은 붉은 고기와 해산물, 맥주 등에 들어 있는 퓨린이 분해되는 과정에서 만들어진다. 젖산은 탄수화물이 에너지로 사용되는 과정에서 체내에 생성되는 물질이다.

연구진은 이 반지가 작동하는 데 필요한 땀을 얻기 위해 운동이나 격렬한 신체 활동을 할 필요가 없다고 설명했다.

사진=데이비드 베일롯/UCSD 제이콥스 공과대학

이를 위해 연구진은 '삼투성 하이드로겔(osmotic hydrogel)'이라는 부드러운 고분자 소재를 개발했다. 이 소재는 압력 차이를 이용해 피부에서 자연스럽게 땀을 끌어오는 역할을 한다. 스마트 반지에 내장된 전기화학 센서는 이렇게 수집된 땀을 반복적으로 분석해 농도를 보정한 뒤 측정값을 산출하며, 데이터는 스마트폰 앱으로 전송된다.

반지는 3D 프린터로 제작한 폴리머 외피를 사용했으며, 내부에는 미국 25센트 동전보다 작은 전자회로 기판이 탑재됐다. 또한 맞춤 제작한 유연한 충전식 아연-은 산화물 배터리를 적용해 한 번 충전으로 최대 12시간 사용할 수 있다.

다만 배터리 사용 시간은 향후 개선이 필요한 부분으로 꼽힌다. 현재 시판 중인 스마트 반지인 오우라 링 5는 최대 8일, 울트라휴먼 링 프로는 최대 15일 동안 사용할 수 있어 배터리 지속 시간에서 차이가 난다고 씨넷은 전했다.

연구진은 이 기술이 실시간으로 건강 상태를 보다 폭넓게 확인하려는 사람들, 특히 당뇨병 환자나 영양 상태를 지속적으로 관리하려는 사람들에게 큰 도움이 될 수 있다고 밝혔다.

UCSD 제이콥스 공과대학의 아이소 유펑 리 화학•나노공학과 교수는 "이 반지는 포도당과 케톤을 동시에 지속적으로 추적할 수 있어 당뇨병 관리에 필요한 최적의 인슐린 투여량을 결정하는 데 큰 도움이 될 것"이라고 밝혔다.

실제로 건강한 성인과 제1형 당뇨병 환자를 대상으로 진행한 시험에서 스마트 반지의 혈당 측정값은 시판 중인 연속혈당측정기의 측정 결과와 매우 유사한 것으로 나타났다. 케톤 측정 결과 역시 기존 혈당 측정기와 높은 일치도를 보였다.

현재 시판되는 스마트 반지들은 광혈류측정(PPG) 센서를 이용해 심박수와 혈중 산소포화도 등 생체 신호를 측정하는 것이 일반적이다. 반면 이번 기술은 손가락에서 자연스럽게 분비되는 땀을 활용해 보다 다양한 생화학적 지표를 정확하게 추적할 수 있다는 점에서 차세대 웨어러블 헬스케어 기술로 주목된다고 씨넷은 전했다.