▣ 혈중 농도를 분석한 데이터를 휴대폰으로 전송하는 소형 휴대용 혈액검사 장치 개발

 

이 장치는 약 14mm이며 센서 다섯 개, 무선 전원용 코일 및 무선 통신용 소형 전자소자로 이루어져 있다.

출처: 스위스 로잔연방공과대학교 


인체는 진정한 화학공장이다. 수천 가지 물질을 만들어 혈액을 통해 온몸에 보낸다. 이런 물질 중 일부는 건강 상태의 지표로 이용할 수 있다.

스위스 로잔연방공과대학교의 한 연구팀이 이런 물질의 혈중 농도를 분석할 수 있는 작은 장치를 개발했다. 피하에 이식해놓으면, 단백질 및 유기산 최고 다섯 가지를 동시에 검출한 뒤 결과를 바로 의사 컴퓨터로 전송할 수 있다.

 

이 방법은 기존 혈액검사에 비해 훨씬 개개인에게 맞는 의료를 가능케 해줄 것이다. 의료진이 환자, 특히 만성질환자나 항암제 투약 중인 사람들을 더 잘 관찰할 수 있을 것이다. 아직 실험 단계인 이 프로토타입은 흔히 발견되는 몇 가지 물질을 믿을만하게 검출할 수 있는 것으로 나타났다.


유럽 최대 전자기기 컨퍼런스인 DATE 13(역주: Design, Automation & Test in Europe 2013)에서 2013년 3월 20일 이번 연구 결과가 발표된다.



스위스 로잔연방공과대학교 연구진이 작은 휴대용 혈액검사 장치를 개발했다. 피하에 이식된 아주 작은 장치가 체내 물질을 즉시 분석하고 그 결과를 무선 모듈이 휴대전화망을 통해 의사에게 전송한다. 이번 성과는 항암제 투약 중인 환자 관찰 등 여러 용도에 이용될 수 있을 것이다. 출처: 스위스 로잔연방공과대학교


3㎣ 기술 

로잔연방공대의 Giovanni de Micheli와 Sandro Carrara가 이끄는 연구팀이 이 장치를 개발했다. 기술이 한 자리에 모인 이 장치는 부피가 겨우 몇 세제곱밀리미터 밖에 안 되지만 센서 다섯 개와 무선 전송장치, 전력 전달 장치가 포함돼 있다. 체외에서 배터리 패치가 환자 피부를 통해 0.1와트의 전력을 공급하므로 작동할 때마다 배터리를 갈 지 않아도 된다. 


정보가 환자 몸에서 의사의 컴퓨터 화면에 이를 때까지 일련의 단계를 거친다. 먼저 이 장치가 안전한 주파수로 무선파를 내고, 패치가 그 데이터를 모아 블루투스를 통해 휴대폰으로 전송하면, 휴대폰이 휴대전화망을 통해 의사에게 보낸다. 

 

이 장치는 약 14mm이며 센서 다섯 개, 무선 전원용 코일 및 무선 통신용 소형 전자소자로 이루어져 있다. 출처: 스위스 로잔연방공과대학교

 

수많은 물질을 검출할 수 있는 시스템 

이 센서 개발에는 많은 주의가 필요했다. 체내 대상 물질(젖산염이나 혈당, ATP 등)을 붙잡기 위해 각 센서 표면을 효소로 덮는다. De Micheli는 "아마 뭐든 검출할 수 있을 것"이라며 "하지만 효소 수명이 한정돼 가급적 오래 가도록 설계해야 한다"고 설명했다. 현재 시험 중인 효소는 한 달 반 정도 가는데, 이 정도면 충분한 용도도 많다. "게다가 아주 작아서 꺼내 교환하기 아주 쉽다." 


또, 상당한 난제이기도 했다. "이런 장치가 불과 0.1와트로 작동하게 하는 것은 쉬운 일이 아니었다"고 de Micheli는 설명했다. 패치에서 전력을 받는 아주 작은 전기 코일을 설계하는 것도 큰 일이었다.


개인 맞춤형 항암제 치료
이 장치는 항암제 치료에 특히 유용할 것이다. 현재, 종양 전문의들은 이따금 혈액검사를 해 특정 치료제 투여량에 대한 환자의 내성을 평가하고 있다. 이런 식으로는 최적량을 투여하기 아주 어렵다. De Micheli는 자신의 시스템이 더 개개인에게 맞는 더 나은 의료에 한 발 다가선 것이라고 확신한다. "연령별 표준체중표나 주 1회 혈액검사를 토대로가 아니라 환자의 개별 내성을 토대로 직접 지속적 관찰을 할 수 있을 것이다." 


만성질환 환자들의 경우, 이 장치가 증상이 나타나기 전에 미리 약이 필요함을 예측해 알려줄 수 있을 것이다. "일반적인 의미에서는 병리의 전개 상황을 관찰해야 할 경우나 치료제에 대한 내성을 검사해야 할 경우에 엄청난 잠재력이 있다." 


프로토타입은 이미 연구실에서 다섯 가지 물질에 대한 테스트를 커졌고 기존 분석법들만큼 믿을만한 것으로 나타났다. 스위스 로잔연방공과대학교, 벨린초나연구소(Istituto di Ricerca di Bellinzona), EMPA 및 ETHZ(역주: 취리히연방공과대학교)의 전자공학 전문가, 컴퓨터과학자, 의사 및 생물학자들이 이 프로젝트를 위해 뭉쳤다. 환경 분야와 의료 분야에서의 다학문 합동 연구 장려를 목표로 하는 스위스 Nano-Tera 프로그램의 일환이다. 연구진은 이 장치가 4년 내에 출시되기를 바라고 있다.


URL : http://phys.org/news/2013-03-scientists-tiny-portable-personal-blood.html


<출처>Phys.Org, March 19, 2013

Posted by TopARA

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