전기연, 욕창 예방 돕는 나노소재 기반 무선 센서 플랫폼 개발

화학연·창원대와 공동연구…국제 학술지 표지논문으로 게재

 한국전기연구원(KERI, 전기연)은 욕창 예방에 도움을 줄 수 있는 나노소재 기반의 무선 센서 플랫폼 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

 이번 연구는 전기연 최명우 박사 연구팀, 한국화학연구원 조동휘 박사 연구팀, 국립창원대학교 오용석 교수 연구팀이 공동으로 수행했다.

 욕창은 지속적인 압력에 의해 피부 조직이 손상되는 질환이다.

 욕창을 예방하기 위해서는 환자 자세를 계속 변경해주고 위생관리를 철저히 해야 한다.

 그러나 실제 현장에서는 관리인력 부족 등으로 환자 상태를 실시간 모니터링하기가 어려워 욕창이 발생하는 경우가 적지 않다.

 이에 공동 연구팀은 압력·온도·암모니아 등 환자의 다양한 생체가스를 감지하는 무선 센서 플랫폼을 개발했다.

 연구팀이 만든 센서는 우수한 항균·살균 효과를 지닌 황화구리(CuS)라는 나노물질을 이용해 환자 배설물에서 방출되는 암모니아를 선택적으로 감지한다.

 황화구리 표면을 3차원 다공성 구조로 만들어 인간이 눈으로 확인하기 어려운 저농도 소량의 배설물에서 뿜어내는 암모니아까지 빠르게 탐지한다.

 센서는 이처럼 암모니아를 비롯해 압력·온도도 감지해 욕창 예방에 도움을 준다.

연구팀은 근거리 스마트폰이나 리더기로부터 전력을 공급받아 센서가 작동하는 무선 전력전송  방식도 적용했다.

 용량이 제한적인 배터리나 긴 전선 없이 센서를 피부에 부착하는 것만으로도 환자 상태를 자동으로 모니터링할 수 있다.

 연구팀은 김해한솔재활요양병원 협조를 받아 욕창 위험군 환자들을 대상으로 임상 유효성도 검증했다고 설명했다.

 간호사나 보호자가 스마트폰, 노트북, 태블릿 등으로 환자 피부 상태를 실시간 확인할 수 있어 욕창 예방에 도움을 주고, 환자 관리업무 효율도 높일 수 있었다고 덧붙였다.

 연구팀의 무선 센서 플랫폼 개발 성과는 재료공학 분야 국제 학술지인 'Advanced Functional Materials'에 최근 표지논문(Back Cover)으로도 게재됐다.

 최명우 전기연 박사는 "향후 욕창 외에도 진단영역을 확대해 감염 조기 감지 등에 무선 센서 플랫폼 기술이 폭넓게 활용될 수 있게 연구개발을 이어갈 계획"이라며 "재택간병 시스템과 연계하는 등 산업계와 의료계가 함께하는 스마트 헬스케어 플랫폼으로 발전시켜 나가겠다"고 말했다.

표지논문 게재

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'비정상적 심장 비대' 비후성 심근병증 원인 유전자 확인
질병관리청 국립보건연구원은 실험용 물고기인 제브라피시(zebrafish) 동물모델을 활용해 심장 근육이 비정상적으로 두꺼워지는 비후성 심근병증의 원인 유전자를 밝혀냈다고 12일 밝혔다. 제브라피시는 사람 유전자와 약 70%가 비슷하고, 질병 관련 유전자의 약 82%가 보존돼 있어 각종 질환과 유전자 연구에 유용한 동물모델이다. 연구원은 현재 제브라피쉬 동물모델을 활용해 유전성 심혈관질환의 원인 유전자를 찾고, 질환이 생기는 과정을 규명하는 연구를 수행 중이다. 이번 연구에서는 세포가 스트레스 등 자극을 받을 때 발현하는 단백질 'ATF3'가 과도하게 증가할 경우 심장에 어떤 영향을 미치는지 분석했다. 연구팀이 사람의 ATF3 유전자를 제브라피시 심장에서 발현하도록 유도한 결과 정상에 비해 심장 크기가 약 2.5∼3배 증가하고, 심근세포가 커지는 심장비대가 나타났다. 심장 근섬유 구조 이상과 섬유화가 증가하는 등 심장 조직의 손상도 관찰됐다. ATF3 유전자의 과도한 증가가 심장 세포의 비정상적인 증식을 동반한 심장비대와 연관될 수 있음을 보여준다고 연구팀은 해석했다. 연구책임자인 김원호 국립보건연구원 만성질환융복합연구부 부장은 "이번 연구는 제브라피시에서 A