피부 상태 알려주는 무접착·무전원 패치 개발

한국연구재단 방창현 조승우 교수팀
물방개 점착 기관 모사해 화학점착제 없어도 부착력 강해
체액 산성도 등 피부 모니터링 가능

[아시아경제 김봉수 기자] 여드름 등 상처에 붙여 놓으면 아물었는지 여부를 파악할 수 있는 피부 부착형 패치가 개발됐다. 물방개 앞발의 구조를 본 따 화학접착제 없이도 피부에 잘 붙고, 산성도, 수분 등 피부 상태에 따라 색깔이 변해 상처의 치료 시기를 알 수 있다.

한국연구재단은 방창현 교수(성균관대학교), 조승우 교수(연세대학교) 연구팀이 물방개의 점착기관을 모사해 피부의 산성도(pH)나 유수분량을 모니터링할 수 있는 피부 부착형 패치를 개발했다고 17일 밝혔다.

연구팀은 수컷 물방개 앞발에 있는 점착컵의 구조·원리를 밝혀내 이를 본떠 무전원 방식의 신속 체액 포집 피부 모니터링 패치를 개발했다.

수중곤충인 물방개는 암수를 구별할 수 있는 독특한 특징을 가지고 있는데, 바로 물방개의 앞발에 존재하는 둥근 점착 컵이다. 이 점착 컵은 수중 교미 과정에서 암컷의 둥글고 거친 등 표면에 잘 달라붙고 교미과정 중 필요한 화학물질을 감지하는 역할을 한다.

연구팀은 물방개의 점착 컵을 본 떠 내부 흡인력을 이용해 피부에 점착됨과 동시에 체액을 포집하고 모니터링 할 수 있는 마이크로 크기의 인공 점착 컵을 제작했다. 또 점착 컵 내부에 체액 흡수력이 높고, 산성도 변화에 따라 색이 변하는 하이드로젤을 담지해 포집된 체액의 산성도를 별도의 전원장치 없이 분석할 수 있도록 했다.

이 점착 컵은 머신러닝 기반 분석 어플리케이션 개발을 통해 모바일기기로 이미지를 촬영한 하이드로젤의 색 이미지 데이터(RGB)를 기계 학습해 피부 산성도를 높은 정확도로 추적할 수 있다. 실제 연구팀은 산성도 변화가 동반되는 여드름 질환에 적용해 육안 관찰을 바탕으로 약물 처치 시점을 판단한 경우보다 더욱 빠른 피부 정상화가 가능함을 확인했다.

피부상태 모니터링(산성도, 유수분량 등)을 위해 체액(눈물, 땀 등)을 수집하는 피부부착형 웨어러블 패치들이 개발되고 있으나, 체액포집 속도와 모니터링 정확도를 높이기 위한 별도의 전원이 필요했던 한계를 극복한 것이다. 또 이 패치는 피부에 유해한 화학점착제도 필요없고 부착력도 강해 땀이 나건 굴곡진 피부 표면, 신체 활동시에도 그대로 붙어 있을 확률이 높다는 게 연구팀의 설명이다.

이번 연구 결과는 국제학술지‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 17일(한국시간) 게재됐다.