WC300프로젝트 ‘망막질환 맞춤형 스마트콘택트 플랫폼 기술 개발’ 성공적 수행
㈜인터로조와 공동으로 스마트 콘택트렌즈 기술 개발을 진행하고 있는 포스텍(postech, 포항공대)은 콘택트렌즈를 착용하는 것만으로 당뇨 진단이 가능하고, 더 나아가 당뇨성 망막질환을 스스로 치료하는 무선구동 ‘스마트 콘택트렌즈’ 기술을 개발했다고 지난 4월27일 밝혔다.
포스텍 신소재공학과 한세광 교수와 금도희, 김수경, 전자전기공학과 심재윤 교수, 구자현 연구팀은 전기 신호로 약물 방출을 조절해 당뇨병을 진단하고, 치료할 수 있는 무선구동 스마트 콘택트렌즈를 개발했다.
연구팀이 개발한 스마트 콘택트렌즈는 생체 적합성 고분자로 제작됐으며, 바이오 센서, 약물 전달시스템, 데이터 통신 시스템 등이 집약돼 있다. 배터리는 스마트폰 무선 충전시스템의 원리처럼 무선전송으로 해결했다.
연구진은 동물실험에서 눈물 속 당 농도가 피를 뽑아 측정했던 기존 혈당 수치와 상응한다는 점에 주목했다. 당뇨 토끼 모델에서 스마트 콘택트렌즈로 분석한 눈물 속 당 농도가 피를 뽑아 측정하는 기존 당 측정기로 분석한 혈당과 일치하는 것을 확인했으며, 스마트 콘택트렌즈 속 약물에 의해 당뇨 망막 병증 치료가 가능하다는 것을 확인했다.
이를 토대로 안구에 착용하면 자동으로 센서를 통해 눈물 속 당 농도를 측정해 당뇨환자의 상태를 모니터링할 수 있도록 해주고, 당뇨병성 망막증 치료를 위해 주기적으로 안약을 쓸 필요 없이 렌즈가 적시에 약물을 방출해 주는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다.
현재 웨어러블 디바이스에 대한 글로벌 기업들의 본격적인 연구개발에도 불구하고 임상적으로 파급 효과가 큰 진단 및 치료용 무선구동 의료기기의 상용화는 미흡한 상황에서, 이번 연구를 통해 당뇨 진단, 당뇨 망막 병증 치료용 약물전달 시스템이 장착된 무선구동 스마트 콘택트렌즈를 세계 최초로 개발함으로써 관련 산업 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
연구팀은 스마트 콘택트렌즈 기반 기술을 활용해 당뇨의 진단·치료뿐만 아니라 알츠하이머, 파킨슨병과 같은 뇌 질환이나 우울증과 같은 정신질환을 전기자극으로 치료할 수 있는 전자약 시스템으로 활용 범위를 넓히기 위한 연구를 수행하고 있다.
실시간 생체 분석과 함께 스스로 제어되는 치료용 스마트 콘택트렌즈가 개발됨으로써 웨어러블 헬스케어 관련 산업에 빠르게 적용될 수 있을 것으로 예상되는 바이다.
포스텍은 연구결과를 토대로 ㈜인터로조와 공동으로 스마트 콘택트렌즈 상용화를 위한 안전성 및 유효성 평가 임상시험을 추진하기 위해 준비하고 있다. 이번에 개발된 무선구동 ‘스마트 콘택트렌즈’ 기술 역시 공동으로 추진하는 연구개발에 적용되는 부분도 기대되는 대목이다.
㈜인터로조는 지난 2016년 6월 업계 최초로 ‘월드클래스 300 프로젝트’(이하 WC300)에 선정되어 ‘망막질환 맞춤형 스마트 콘택트렌즈용 플랫폼 기술 개발’ 프로젝트를 수행하고 있다. 월드클래스 300은 국내 중견, 중소기업 300개를 2020년까지 세계적 기업으로 육성하기 위해 중소기업청과 산업통상자원부에서 추진하는 국가적 프로젝트다. ㈜인터로조는 WC300 선정된 이후 ‘망막질환 맞춤형 스마트 콘택트렌즈용 플랫폼 기술 개발’에 대한 1차 진도보고를 지난 2018년 성공적으로 완료한 바 있다.
한편, 연구팀의 스마트 콘택트렌즈 기반 기술에 대한 연구성과는 네이처 리뷰 머터리얼즈(Nature Reviews Materials) 1월호에도 소개돼 학계에 관심을 끈 바 있으며, 이번 연구 결과는 최근 세계적인 저널인 사이언스 어드밴스(Science Advances)에 게재되며 세계적인 주목을 받고 있다.
▲ 연구팀이 개발한 스마트 콘택트렌즈.