연세대-경북대병원 연구팀, 녹내장 진단용 안압 모니터링 콘택트렌즈 개발
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연세대-경북대병원 연구팀, 녹내장 진단용 안압 모니터링 콘택트렌즈 개발
  • 정 현 기자
  • 승인 2021.05.12 23:35
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논문, 생명공학 분야 국제학술지 ‘Nature Biomedical Engineering’ 5월 12일자 게재
안압 모니터링 콘택트렌즈(왼쪽)와 사람이 착용한 모습 / 자료이미지=한국연구재단
안압 모니터링 콘택트렌즈(왼쪽)와 사람이 착용한 모습 / 자료이미지=한국연구재단

[헬쓰in논문] 녹내장 진단용 안압 모니터링 콘택트렌즈가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 

한국연구재단(이사장 노정혜)은 12일, 연세대학교 신소재공학과 박장웅 교수와 경북대학교병원 안과 김홍균 교수, 경북대학교병원 안과 김대우 교수로 구성된 공동연구팀이 시력교정에 쓰이는 일반 소프트 콘택트렌즈에 안압 센서와 무선 통신회로를 결합해 집에서도 녹내장 지표인 안압의 미세 변화를 간편하게 모니터링 할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.

이번 연구 성과를 담은 논문은 생명공학 분야의 SCI급 저명 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering, IF=18.952)’ 5월 12일자에 게재됐다.

논문명은 'A soft and transparent contact lens for the wireless quantitative monitoring of intraocular pressure'이며, 연세대 박장웅 교수와 경북대 김홍균 교수, 경북대병원 김대우 교수가 공동교신저자로, 연세대 김주희 박사와 박지훈 박사가 공동제1저자로 참여했다.

공동연구팀의 박장웅 교수는 "기존의 안압 측정기기들과의 가장 큰 차별점은, 콘택트렌즈 내부의 무선 통신회로를 통해 스마트폰으로 안압 수치를 실시간 모니터링 가능하다는 점"이라며 "병원 내원시에만 안압을 측정하는 것이 아니라, 일상생활에서도 안압을 연속 모니터링하여, 녹내장 진단의 정확도를 향상시킬 수 있다"고 말했다.

박 교수는 이어 "제품화를 위해서는, 1,000명 이상의 환자들을 대상으로 하는 임상 3상 시험이 필요(약 3년 정도 소요)하며, 3상 시험까지 모두 통과한 후에는 제품 승인이 가능하다"고 말했다. 

국제학술지 'Nature Biomedical Engineering' 최근호에 게재된 해당 논문
국제학술지 'Nature Biomedical Engineering' 최근호에 게재된 해당 논문

녹내장의 예방과 진단을 위해 지속적인 안압 모니터링이 필요하지만 수면상태에도 변하는 안압의 특성상 병원을 내원한 당시의 안압 측정만으로는 한계가 있을 수 있었다. 

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. 

공동연구팀은 이번 연구를 통해 스마트 콘택트렌즈로 측정된 안압 수치를 스마트폰으로 무선 송신하는 기술을 개발했다. 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 안압센서를 신축성 전극을 이용해 무선통신회로와 연결함으로써 실제 소프트 콘택트렌즈 두께와 비슷한 수준으로 제작, 신축성과 착용성을 유지할 수 있었다. 

또한 감전의 위험을 없애기 위해 소프트 콘택트렌즈 물질로 센서와 무선통신회로 등 전자부품들을 완전히 포장했다. 

나아가 10명의 참여자를 대상으로 제작된 스마트 콘택트렌즈의 착용시 성능과 안정성을 살펴본 결과 작동과정에서 열이 거의 발생하지 않았으며 눈에 이물감 및 각막 상처가 없었음을 확인했다.

다만 제품화를 위해서는, 1,000명 이상의 환자들을 대상으로 하는 임상 3상 시험이 필요하다는 설명이다. 

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원사업 및 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행됐다.


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