세계 각국 상처 치료용 ‘스마트 패치’ 개발 열풍

세계 각국에서 상처 치료용 스마트 패치의 개발 열풍이 불고 있다. 

스마트 패치는 원격의료 혹은 디지털 의료 기능과 결합된 플랫폼으로 코로나19 팬데믹과 함께 의료계의 변화 속에서 중요한 역할로 자리 잡아 가고 있다. 

정보통신산업진흥원은 최근 주간 동향리포트를 통해 ‘스마트 패치’ 개발에 대해 소개했다.

보고서에 따르면 미국, 영국, 이탈리아, 싱가포르 등은 상처를 모니터링 할 수 있는 스마트 밴드뿐만 아니라 패치형 센서까지 개발하고 있는 것으로 나타났다. 

미국 로드아일랜드대학(University of Rhode Island) 연구진은 상처의 감염을 감지하고 모니터링하는 연속적이고 비침습적인 스마트 밴드를 개발했다. 

밴드 내의 단일벽 탄소 나노튜브는 과산화수소 농도를 감지해 상처의 감염을 식별할 수 있으며, 연구진들은 질병을 일으키는 박테리아와 싸울 때 백혈구가 생성하는 과산화수소를 감지할 수 있도록 나노튜브센서도 기능화 했다. 

따라서 개발된 스마트 밴드는 과산화수소 농도를 감지해 감염의 시작을 알릴 수 있고, 밴드 내에 있는 탄소나노튜브의 신호가 무선(광학)으로 감지하는 소형 웨어러블 장치에 의해 모니터링이 된다는 설명이다. 

더불어 모니터링 된 신호를 스마트폰 유형의 장치로 전송하면 환자 또는 의료진에게 자동으로 감염 경고가 표시된다. 

보고서는 “현재 기술 수준으로는 진단 목적으로만 사용이 가능하지만, 만성적인 상처 관리가 필요한 당뇨병 환자에게 특히 유용할 것으로 예상된다”면서 “당뇨병 환자의 감염 여부를 확인하기 위해 붕대를 제거하기가 어려울 뿐만 아니라 제거할 경우 실제 감염 위험이 증가할 수 있기 때문”이라고 설명했다. 현재 해당기술은 특허 출원절차가 진행되고 있다. 

영국과 싱가포르는 접착형 센서 패치를 개발했다. 상처 치유를 촉진하는 접착형 센서 패치는 치유과정에 영향을 줄 수 있는 환자의 체온과 피부에 가해지는 부담을 동시에 측정하는 센서가 장착됐다. 

소형 사이즈인 이 패치는 개방성 상처가 있는 환자의 상처가 얼마나 잘 치유되고 있는지 정기적으로 확인할 수 있도록 드레싱의 판독 값을 스마트 폰 앱을 통해 의료진에게 전송할 수 있다.

또 치유과정을 가속화하기위해 피부 대용물질, 압전 재료 기반 드레싱 및 음압 요법을 사용해 혈액의 흐름을 유지하는 동시에 혈액의 흐름을 증가시키는 다양한 기술도 사용되고 있다. 

특히 보고서는 현재 코로나19 감염의 두 가지 주요 증상이 호흡 곤란과 발열이기 때문에 패치가 향후 코로나 바이러스 증상을 감지하는 데에도 사용될 수 있을 것으로 기대했다. 

그 외 이탈리아는 RFID(무선 주파수 식별) 기반 스마트 붕대를 개발했다. 볼로냐대학 연구진들은 물리적으로 붕대를 제거할 필요 없이 상처가 아물거나 붕대를 교체해야 할 경우 의사에게 알릴 수 있는 스마트 붕대를 고안했다. 

이 붕대는 스크린 프린팅(Screen printing) 기술로 생산된 레이온과 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 두 가지 유형의 거즈에 PEDOT:PSS라는 새로운 전도성 고분자를 개발해 RFID 태그를 직물패치에 통합한 형태이다. 

한편 국내에서도 상처치료제 전문기업에서 스마트 패치의 개발에 돌입했으며, 아직 시작 단계로 상품 개발에 집중하고 있다.