"피 뽑을 필요 없다"…땀으로 콜레스테롤 측정하는 패치 나왔다

땀에서 콜레스테롤과 중성지방 수치를 측정할 수 있는 부착형 패치가 개발돼 주목받고 있다.

IT매체 디지털트렌드는 미국 캘리포니아공과대학(칼텍) 웨이 가오 교수 연구팀이 혈액 대신 땀을 이용해 콜레스테롤과 중성지방 수치를 지속적으로 측정할 수 있는 패치를 개발했다고 최근 보도했다. 연구 결과는 학술지 ‘네이처 센서스(Nature Sensors)’에 발표됐다.

땀을 이용해 콜레스테롤과 중성지방 수치를 지속적으로 측정할 수 있는 패치가 개발됐다. (사진=칼텍)

일반적으로 콜레스테롤과 중성지방 수치는 병원에서 혈액을 채취해 검사한다. 연구팀은 이런 혈액 검사 없이 땀을 통해 혈중 지질 수치를 추정할 수 있도록 물리적 센서와 머신러닝 모델을 결합했다.

머신러닝 모델에는 체질량지수(BMI), 성별, 땀 분비량 등 땀의 성분과 측정값에 영향을 미칠 수 있는 다양한 정보가 반영됐다. 연구팀은 이를 통해 땀에서 얻은 데이터를 바탕으로 혈중 지질 수치를 비침습적으로 예측할 수 있었다.

가오 교수는 "땀 측정과 인과관계 기반 머신러닝 모델을 결합하면 혈중 농도를 높은 정확도로 예측할 수 있다"고 밝혔다.

땀을 이용해 콜레스테롤을 측정하는 과정에는 화학적인 문제도 있었다. 땀 속 콜레스테롤의 상당 부분이 센서가 직접 감지하기 어려운 형태로 존재하기 때문이다. 연구팀은 이를 센서가 감지할 수 있는 형태로 바꾸기 위해 두 단계의 화학 반응 과정을 개발했다.

중성지방 측정에도 별도의 기술이 필요했다. 중성지방을 감지하는 반응이 지속적으로 이뤄지려면 세포의 주요 에너지원인 ATP(아데노신 삼인산)가 꾸준히 공급돼야 하기 때문이다. 연구팀은 패치 내부에 ATP를 저장했다가 일정한 속도로 서서히 방출하는 특수 폴리머를 탑재했다. 이를 통해 센서에 ATP를 지속적으로 공급할 수 있게 됐으며, 측정이 수분 만에 중단되는 문제를 해결하고 20시간 이상 중성지방 수치를 지속적으로 측정할 수 있었다.

땀을 건강 모니터링에 활용하려는 시도는 이번이 처음은 아니다. 앞서 미국 공군도 열악한 환경에서 수분 섭취량과 스트레스 수준 등을 추적하기 위해 유사한 땀 감지 패치를 시험한 바 있다.