상처 평가‧경고 알림까지…감염 정복 '스마트 패치' 등장

싱가포르, 미국 등 원격 모니터링 통해 실시간 상처 감시, 감염 경고 제공하는 상처치료재 개발
국내서도 관심↑ 상처치료재 전문 기업, 대학연구진 등 새로운 유형의 패치 선보여

박선혜 기자 (your****@medi****.com)2021-11-05 11:59

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[메디파나뉴스 = 박선혜 기자] 상처를 실시간 평가하고 감염 위험성을 의료진에게 알리기까지 하는 스마트한 상처 치료용 '패치'가 등장해 주목됐다.


최근 정보통신산업진흥원이 공개한 '글로벌 ICT 주간동향리포트'에서는 '세계 각국의 상처 치료용 스마트 패치 개발 열풍'에 대해 소개됐다.


캡처.PNG우선 싱가포르 국립대학교(NUS)는 생물의학 공학부 및 건강 혁신기술 연구소가 싱가포르종합병원과 협업해 스마트 웨어러블 센서 'VeCare'를 개발했다.


VeCare는 패치형태로 환부 온도, pH 농도, 박테리아 및 염증인자를 15분 이내 감지할 수 있다.


현재 상처 치료는 육안 검사에 의존하거나 상처액을 수집하고 분석하는 방식으로 분석과정에 1~2일이 소요되며, 그 과정에서 적절한 의료적 대처가 이뤄지지 않는 경우가 많아 문제가 됐다.


이에 VeCare는 환부의 산도와 온도를 측정하는 것 외에도 박테리아 유형을 감지하고 염증 요인을 조사할 수 있는 최초의 상처 평가 플랫폼이라고 할 수 있다.


이는 전자 장치가 통합된 칩을 센서에 연결해 앱에 무선 데이터를 전송함으로써 현장에서 실시간으로 편리하게 상처를 평가 및 분석할 수 있다. 


NUS 연구진은 "원격의료 또는 디지털 의료 기능과 결합된 이 플랫폼은 코로나19 팬데믹에 의한 의료게 변화 속에서 중요한 역할을 할 것"이라며 "다양한 유형의 상처를 검출할 수 있는 바이오마커 패널을 수용할 수 있도록 치료 범위를 확장하고 맞춤화할 계획"이라고 밝혔다.


vv.PNG미국 로드아일랜드대학(University of Rhode Island, URI) 연구진은 상처 감염을 감지하고 모니터링하는 연속적이고 비침습적인 스마트 밴드를 만들었다. 


밴드 내의 단일벽 탄소 나노튜브는 과산화수소 농도를 감지해 상처의 감염을 식별할 수 있으며, 질병을 일으키는 박테리아와 싸울 때 백혈구가 생성하는 과산화수소를 감지해 감염의 시작을 확인할 수 있다.


또한 밴드 내에 있는 탄소 나노튜브 신호가 무선(광학)으로 감지하는 소형 웨어러블 장치에 의해 모니터링되고 스마트폰 유형의 장치로 전송하면서 환자 및 의료진에게 감염 경고를 내보낸다.


URI 연구진은 "현재 기술 수준으로는 진단 목적으로만 사용이 가능하나 만성적인 상처 관리가 필요한 당뇨병 환자에게 특히 유용할 것으로 예상한다"며 "당뇨병 환자 경우 상처가 크다면 감염 여부를 확인하기 위해 붕대를 제거하기가 어려울 뿐만 아니라 제거할 경우 실제 감염 위험이 증가할 수 있기 때문"이라고 설명했다. 해당 기술은 현재 특허출원 절차가 진행되고 있다.


영국 글래스고대학(University of Glasgow) 연구진은 상처 치유를 촉진하는 접착형 센서 패치를 개발했다. 


이는 치유과정에 영향을 줄 수 있는 환자의 체온과 피부에가해지는 부담을 동시에 측정하는 센서가 장착된 패치로, 개방성 상처가 있는 환자의 상처가 얼마나 잘 치유되고 있는지 정기적으로 확인할 수 있는 드레싱의 판독값을 스마트폰앱을 통해 의료진에게 전송할 수 있다. 


더불어 치유과정을 가속화하기 위해 피부대용물질, 압전 재료 기반 드레싱 및 음압 요법을 사용해 혈액 흐름을 유지하는 동시에 혈액 흐름을 증가시키는 다양한 기술이 사용됐다.


접착 패치에는 두 가지 유형의 센서와 NFC(근거리 통신) 태그가 사용됐으며 센서 중 하나는 환자의 상처 부위 온도를 모니터링해 추가적인 감염이 있는지 등을 감지할 수 있고, 다른 하나는 피부에 어느 정도의 압박이 가해지는지 확인하는 데 사용된다.


연구진들은 "해당 접착 패치를 인공호흡기 사용 환자뿐 아니라 천식과 같은 호흡기 질환이 있는 사람의 폐 기능을 확인하는 데에도 사용할 수 있다"며 "패치를 환자의 가슴에 부착하면 압박 센서가 불규칙한 호흡을 감지할 수 있다. 현재 코로나19 감염 두 가지 주요 증상이 호흡 곤란과 발열이기 때문에 패치가 향후 코로나 바이러스 증상을감지하는데도 사용될 수 있을 것으로 기대한다"고 전했다.


국내 역시 스마트패치 영역에 대한 연구가 이어지고 있다. 상처 치료용 외에도 생체징후를 확인하는 용도의 제품 개발이 나타나는 추세다.


상처치료재 전문기업 티앤엘은 스마트패치 등 의료기기 영역으로 사업을 확장하고 있다.


티앤엘은 성균관대학교와 기술이전 계약을 맺고 고신축성 유연 센서 등의 기술을 담은 저자극성 인공피부 형태의 스마트 패치를 개발하고 있다. 


해당 패치는 체온, 심박수, 산소포화도 등을 원격으로 모티터링 할 수 있는 의료기기로 사용될 예정이며, 이외에도 회사측은 마이크로니들 제품, 지혈재, 경피약물전달시스템 등의 상처 치료용 신제품도 함께 내놓을 방침이다.


fqf.jpg올해 건국대병원 비뇨의학과 김아람 교수와 단국대 김세환 교수 등 공동연구팀은 환자 하복부에 붙이면 방광 내 소변량을 측정해 알려주는 패치를 개발해 특허를 출원했다.


이는 광학적 진단기술인 NIRS(Near Infrared Spectroscopy)를 이용하고 인체에 해가 없는 근적외선(600~1000㎚)을 조사해 방광에 어느정도 소변이 찼는지를 광흡수도와 광산란도 등 광학적 특성을 분석해 소변량을 파악한다. 


이렇게 측정된 소변량은 스마트폰의 앱을 통해 실시간으로 정보를 제공하고, 환자는 이를 근거로 소변을 볼 수 있다. 


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