눈물 이용해 혈당 측정하는 '스마트 콘택트렌즈' 개발

 

 

눈물 이용해 혈당 측정하는 '스마트 콘택트렌즈' 개발

(연세대학교 공동 연구팀)

 

일반 렌즈와 착용감 동일… 시간 개념 도입해 진단 정확도 높여
예상한 혈당 수치가 혈당 측정기 통해 분석한 결과와 유사
눈물 속 지표 안정적 분석 가능해 "진단 질환 확장 기대"

 

연세대학교 의과대학은 공동 연구팀이 실시간으로 눈물 속 생체 지표를 측정해 정확하게 혈당을 측정할 수 있는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다고 5일 밝혔다. 이 스마트 콘택트렌즈를 통해 눈물 성분을 분석해 혈당을 확인할 수 있다.
 

공동 연구팀은 △김자영 연세대학교 의과대학 의공학교실 교수 △이용호 세브란스병원 내분비내과 교수 △박장웅 연세대학교 신소재공학과 교수 △박원정 연구원 △김홍균 경북대학교병원 안과 교수 △김정호 경북대학교 의과대학 연구원 △김주희 한국과학기술연구원 연구원으로 구성됐다.

연구팀은 당을 측정하는 고감도 센서와 이를 휴대기기로 전송하는 무선 통신용 안테나가 내장된 스마트 콘택트렌즈를 제작해 임상 시험을 진행했다.

연구팀이 가장 먼저 확인한 것은 동물 실험을 통해 여러 종류의 눈물 중 혈당과의 연관성에 영향을 주는 유형이다. 눈물은 눈을 깜빡일 때마다 흘러 청결을 유지하는 기본 눈물(Basal tears)과 감정에 의해 나오는 감정 눈물, 외부 자극으로 흐르는 반사 눈물(Reflex tears)로 나뉜다.

연구 결과, 토끼 눈에 렌즈 착용 시 발생하는 자극과 연구팀이 의도적으로 가한 자극으로 인해 반사 눈물이 나올 때 눈물 속 당과 혈당의 상관관계가 줄었다. 하지만 렌즈 착용 후 일정 시간(1~3분)이 지나자 눈물 당 수치가 안정되고, 혈당과의 상관관계가 다시 높아졌다.

연구팀은 "반사 눈물로 인한 일시적인 상관관계 변화가 기존에 눈물로 혈당을 측정할 수 있는지 논란이 있었던 이유"라고 설명했다.

연구팀이 이후 진행한 임상은 정상이거나 당뇨를 앓는 토끼와 강아지 각 8마리와 사람 10명이 참여했다. 연구팀은 스마트 콘택트렌즈로 눈 물다을, 혈당 측정기로는 혈당을 쟀다.

 

연구 결과, 모든 시험에서 혈당 수치의 변화에 맞춰 눈 물다도 같이 등락했다. 다만 시험 대상자들의 눈 물다 등락은 개별적으로 다른 시간 간격을 두고 혈당 변화를 따라갔다. 연구팀은 이를 '개인화된 시간 지연'으로 정의했다.

또 혈당과 눈물당 간 상관관계 분석에 사용한 '피어슨 상관계수'에 각기 다르게 지연 정도를 적용했고, 그 값이 0.9 이상으로 확인됐다. 피어슨 상관계수에서는 값이 1에 가까울수록 상관관계가 높다.

아울러 연구팀은 '일치 오류 격자' 분석을 통해 눈물당 수치를 기반으로 혈당 수치를 예상해 설정하고, 실제로 혈당을 쟀다. 일치 오류 격자 분석법은 혈당 측정기의 정확도를 판단하는 데 사용하는 방식이다.

그 결과, 예상한 혈당 수치는 혈당 측정기를 통한 결과와 오차가 거의 없었다.

접근성은 높고, 오염도는 낮은 눈물을 이용한 방식이 혈당 측정 수단으로 주목을 받고 있다. 하지만 눈물 속 당과 혈당 사이 연관성이 있는지를 확인한 연구는 없었다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications, IF 16.6)' 최신 호에 실렸다.

이용호 세브란스병원 내분비내과 교수는 "시간개념을 도입해 눈물당과 혈당 수치의 상관관계를 명확히 확인했다"며 "스마트 콘택트렌즈가 당을 비롯해 눈물로 확인할 수 있는 콜레스테롤과 안압 등을 정확히 측정할 수 있어 다른 질환 진단과 치료에도 적용될 수 있을 것으로 기대한다"라고 말했다.



● 자료 출처: 더바이오
https://www.thebionews.net/news/articleView.html?idxno=4244

연세대학교 공동 연구팀, 눈물 이용해 혈당 측정하는 '스마트 콘택트렌즈' 개발