착용만 해도 녹내장 안압 체크하는 콘택트렌즈 개발

▲(왼쪽)고감도 안압 센서-무선통신(NFC) 회로가 집적화된 무선 모니터링용 스마트 콘택트렌즈 모식도 및 실제 모습과 (가운데) 제작된 스마트 콘택트렌즈의 사진. (오른쪽) 제작된 스마트 콘택트렌즈를 사람이 착용한 상태에서의 구동 모습이다. (사진제공=한국연구재단)

눈에 착용하는 소프트 콘택트렌즈 형태로 녹내장을 진단하는 지표인 안압(眼壓)을 모니터링, 스마트폰으로 확인할 수 있는 기술이 소개됐다

한국연구재단은 박장웅 교수(연세대학교 신소재공학과)와 김홍균 교수(경북대학교병원 안과), 김대우 교수(경북대학교병원 안과) 공동연구팀이 미세한 안압 변화를 감지할 수 있는 고감도 안압 센서 및 무선 회로를 소프트 콘택트렌즈 내에 제작해 스마트폰과 무선 통신할 수 있도록 했다고 11일 밝혔다.

녹내장은 예방과 진단을 위해 지속적인 안압 모니터링이 필요하지만, 수면 상태에도 변하는 안압의 특성상 병원을 내원한 당시의 안압 측정만으로는 한계가 있을 수 있다. 이에 사람 눈에 착용하는 형태의 신축성 있고 투명한 스마트 콘택트렌즈를 이용한 실시간 안압 모니터링 연구가 이어졌으나, 작은 크기의 콘택트렌즈에 안압 센서에 더해 무선통신 회로를 함께 탑재하지 못하는 등의 아쉬움이 있었다

연구팀은 스마트 콘택트렌즈로 측정된 안압 수치를 스마트폰으로 무선 송신하는 기술을 개발하였다. 콘택트렌즈 착용만으로 일상생활에서 안압을 자동으로 연속 모니터링하고, 측정값은 무선으로 스마트폰 앱에 기록함으로써 이를 병원에 전송할 수 있는 모바일 헬스케어 기술을 보여준 것이다.

300nm 두께의 신축성 있는 초박형 실리콘으로 제작한 고감도 안압 센서를 신축성 전극을 이용해 무선통신 회로와 연결함으로써 실제 소프트 콘택트렌즈 두께와 비슷한 수준으로 제작, 신축성과 착용성을 유지할 수 있었다. 또한, 감전의 위험을 없애기 위해 소프트 콘택트렌즈 물질로 센서, 무선통신 회로 등 전자부품들을 완전히 포장했다.

10명의 참여자를 대상으로 제작된 스마트 콘택트렌즈의 착용 시 성능과 안정성을 살펴본 결과 작동과정에서 열이 거의 발생하지 않았으며 눈에 이물감 및 각막 상처가 없음을 측정했다. 다만 제품화를 위해서는 1000명 이상의 환자들을 대상으로 하는 임상 3상 시험이 필요하다는 설명이다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원사업 및 바이오ㆍ의료기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 생명공학 분야 국제학술지 네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)’에 3일 자로 게재됐다.