반창고처럼 피부에 붙이는 나노소자 개발…과제는?

웨어러블 나노소자 개발했지만 숙제도 많아

▲반창고처럼 피부에 붙이는 나노소자는 정보파악, 저장, 진단, 치료까지 가능한 종합 시스템이다.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자]반창고처럼 피부에 붙이는 나노소자가 개발돼 관심을 모으고 있다. 이번에 개발된 웨어러블(입거나 피부에 붙이는) 나노소자는 특히 운동 장애(파킨슨병 등)를 가진 환자에게 붙여 실시간으로 정보 파악은 물론 약물을 담고 있어 직접 투여까지 가능하다.

파킨슨병과 같은 운동 장애 질환의 발병 여부를 24시간 모니터링 해 측정 결과를 메모리에 저장하고 저장된 정보의 패턴 분석을 통해 진단하고 필요할 때는 피부에 약물을 투여해 치료하는 '정보 파악→저장→진단→치료'에 이르는 통합 시스템이다. 여기에 전력소모도 적어 오랫동안 피부에 붙이고 있을 수 있다.

그러나 풀어야 할 숙제도 많다. 우선 약물을 직접 이 나노소자에 담아야 하는데 의약품과 관련이 있는 만큼 관련 법률 개정이 필요하다. 나노소자에 담는 약물의 안전성은 물론 문제가 발생했을 때 책임 소재 여부 등도 불명확하다. 최근 원격 진료를 둘러싸고 벌어지고 있는 사회적 갈등 속에서 상용화까지는 넘어야 할 산이 많다는 지적이다 .

국내 연구팀이 나노 물질을 사용해 운동 장애 질환을 진단하고 결과에 따라 치료까지 가능한 웨어러블 전자시스템을 31일 개발했다. 연구팀은 나노입자를 기존의 반도체 공정에 적용해 전력소모를 낮춘 저전력 디바이스를 구현하는데 성공했다. 웨어러블 전자 시스템이 오랫동안 안정적으로 작동할 수 있게 된 것이다.

연구팀은 보통의 전자소자에서 사용되는 딱딱한 기판(실리콘 웨이퍼 혹은 유리기판) 대신 나노박막과 나노입자를 사용하고 기존의 반도체 기술을 변형시켜 활용함으로써 휘거나 늘일 수 있는 전자소자를 제작할 수 있었다.

피부와 비슷하게 25%정도까지 늘어날 수 있는 센서, 메모리 소자, 히터 등의 다양한 전자소자를 제작했고 나노 입자를 주입해 약물전달 등의 치료까지 할 수 있는 시스템을 개발해 웨어러블 의료용 전자패치 형태로 구현했다.

이번 연구 성과는 나노물질을 이용하면서도 기존에 존재하는 반도체 기술의 변형을 통해 피부에 부착하는 고성능 웨어러블 전자 기기에 사용될 수 있는 기초 전자소자 개발 기술을 제시했다는 점에서 의미를 지닌다.

이번 연구는 기초과학연구원(IBS)의 나노입자연구단의 김대형 교수팀(서울대 화학생물공학부)이 수행했다. 연구결과는 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology, IF 31.17)에 3월31일자(논문제목: 운동 장애의 진단, 치료를 위한 다기능성 웨어러블 디바이스(Multifunctional wearable devices for diagnosis and therapy of movement disorders))에 실렸다.

김 교수는 "이번 웨어러블 전자소자 개발 성과가 차세대 피부 부착형 헬스케어 전자 기기의 연구 개발을 선도하는 계기가 될 것"이라며 "스마트폰과 같은 모바일 기기와 연동해 활용될 경우 원격 진료 등 신시장 창출에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

세계적으로 관심을 모은 연구결과를 내놓았지만 앞서 지적했듯 상용화까지는 관련법률 검토는 물론 원격 진료에 대한 사회적 갈등까지 풀어야 해 난제가 많다는 게 단점으로 작용하고 있다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr