[파이낸셜뉴스] ‘스마트 콘택트렌즈’로 눈물 성분을 분석해 혈당을 확인할 수 있는 연구 결과가 나왔다.   5일 의료계에 따르면 연대 의대 의공학교실 김자영 교수·세브란스병원 내분비내과 이용호 교수·연대 신소재공학과 박장웅 교수, 박원정 연구원, 경북대학교병원 안과 김홍균 교수·경북대 의대 김정호 연구원·한국과학기술연구원 김주희 연구원 공동 연구팀은 실시간으로 눈물 속 생체 지표를 측정해 정확하게 혈당을 측정할 수 있는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다.  연구팀은 당을 측정하는 고감도 센서와 이를 휴대기기로 전송하는 무선 통신용 안테나가 내장된 스마트 콘택트렌즈를 제작해 임상 시험을 시행했다. 시판 중인 콘택트렌즈와 같은 재료로 만들어져 착용 시 이물감이 적고 시야는 가리지 않았다. 연구팀은 가장 먼저 동물 실험을 통해 여러 종류의 눈물 중 혈당과의 연관성에 영향을 주는 유형을 확인했다. 눈물은 눈을 깜빡일 때마다 흘러 청결을 유지하는 기본눈물, 감정에 의해 나오는 감정눈물, 외부 자극으로 흐르는 반사눈물로 나뉜다. 토끼 눈에 렌즈 착용 시 발생하는 자극과 연구팀이 의도적으로 가한 자극으로 인해 반사눈물이 나올 때 눈물 속 당과 혈당의 상관관계가 줄었다. 그러나 렌즈 착용 후 일정 시간(1~3분)이 지나자 눈물 당 수치가 안정되며 혈당과의 상관관계가 다시 높아졌다. 연구팀은 반사눈물로 인한 일시적인 상관관계 변화가 기존에 눈물로 혈당을 측정할 수 있는지 논란이 있었던 이유였다고 설명했다. 이후 ‘안정화 시간’을 거쳐 임상 시험을 진행했다. 연구팀은 정상이거나 당뇨를 앓는 토끼와 강아지 각 8마리, 사람 10명을 대상으로 스마트 콘택트렌즈로는 눈물당을, 혈당 측정기로는 혈당을 쟀다. 그 결과 모든 시험에서 혈당 수치의 변화에 맞춰 눈물당도 같이 등락하는 것을 확인할 수 있었다. 다만 시험 대상자들의 눈물당 등락은 개별적으로 다른 시간 간격을 두고 혈당 변화를 따라갔다. 연구팀은 이를 ‘개인화된 시간 지연’으로 정의했다. 이어 혈당과 눈물당 간 상관관계 분석에 사용한 ‘피어슨 상관계수’에 각기 다르게 지연 정도를 적용해보니 그 값이 0.9 이상으로 나왔다. 피어슨 상관계수에서는 값이 1에 가까울수록 상관관계가 높다. 끝으로 ‘일치 오류 격자’ 분석을 통해 눈물당 수치를 기반으로 혈당 수치를 예상해 설정하고, 실제로 혈당을 쟀다. 일치 오류 격자 분석법은 혈당 측정기의 정확도를 판단하는 데 사용하는 방식이다. 값을 비교해보니 예상한 혈당 수치는 혈당 측정기를 통한 결과와 오차가 거의 없었다. 이용호 교수는 “시간개념을 도입해 기존에 눈물을 이용한 혈당 분석 연구가 지지부진했던 원인을 해결하면서 눈물당과 혈당 수치의 상관관계를 명확히 확인했다”며 “스마트 콘택트렌즈가 당을 비롯해 눈물로 확인할 수 있는 콜레스테롤, 안압 등을 정확히 측정할 수 있어 다른 질환 진단과 치료에도 적용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. camila@fnnews.com 강규민 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 녹내장 진단방법인 안압을 모니터링할 수 있는 콘택트렌즈를 개발했다. 이 렌즈는 고감도 안압센서와 근거리무선통신(NFC)회로가 들어가 았어 스마트폰으로 바로 확인할 수 있게 만들었다. 한국연구재단은 연세대 신소재공학과 박장웅 교수와 경북대병원 안과 김홍균·김대우 교수가 공동으로 미세한 안압변화를 감지할 수 있는 콘택트렌즈를 개발했다고 11일 밝혔다. 이 장비는 시력교정에 쓰이는 일반 소프트 콘택트렌즈에 안압 센서와 무선 통신회로를 결합했다. 집에서 녹내장 지표인 안압의 미세 변화를 간편하게 모니터링 할 수 있는 기술을 개발한 것이다. 콘택트렌즈 착용만으로 일상생활에서 안압을 자동으로 연속 모니터링이 가능하다. 측정값은 무선으로 스마트폰 앱에 기록해 이를 병원에 전송할 수 있는 모바일 헬스케어 기술을 보여준 것이다. 연구진은 300㎚ 두께의 신축성 있는 초박형 실리콘으로 제작한 고감도 안압센서를 신축성 전극을 이용해 무선통신회로와 연결했다. 실제 소프트 콘택트렌즈 두께와 비슷한 수준으로 제작해 신축성과 착용성을 유지할 수 있었다. 또한 감전의 위험을 없애기 위해 소프트 콘택트렌즈 물질로 센서, 무선통신회로 등 전자부품들을 완전히 포장했다. 이와함께 10명의 참여자를 대상으로 제작된 스마트 콘택트렌즈의 착용시 성능과 안정성을 살펴봤다. 그결과 작동과정에서 열이 거의 발생하지 않았으며 눈에 이물감 및 각막 상처가 없음을 측정했다. 박장웅 교수는 "이 콘택트렌즈가 제품화 하기 위해서는 1000명 이상의 환자들을 대상으로 하는 임상 3상 시험이 필요하다"고 설명했다. 이번 연구 성과는 생명공학 분야 국제학술지 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)'에 3일 게재됐다. 한편, 녹내장 예방과 진단을 위해서는 지속적인 안압 모니터링이 필요하다. 수면상태에도 변하는 안압의 특성상 병원을 내원한 당시의 안압 측정만으로는 한계가 있을 수 있다. 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. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 5세대 이동통신과 더불어 증강현실(AR)과 관련된 다양한 콘텐츠가 나오는 가운데 이를 체험하기 위한 기기는 아직 크기를 줄이지 못하고 있다. 현재 마이크로소프트의 홀로렌즈나 구글의 구글글래스 등이 부피를 최소화 한 상태다. 올해 초에 방영됐던 드라마 '알함브라 궁전의 추억'에서처럼 콘택트렌즈를 착용해 AR을 구현할 수는 없을까? 박장웅 연세대학교 교수와 이상영 UNIST 교수, 배병수 KAIST 교수의 공동 연구팀이 무선충전용 전자 회로를 넣은 소프트 콘택트렌즈 제작기술을 개발, 국제학술지 '사이언스 어드밴시즈'에 8일 게재했다. 콘택트 렌즈를 스마트렌즈, 즉 웨어러블 기기로 활용하려면 지속적인 사용을 위해 전력공급을 확보하는 것이 중요하다. 이상영 교수는 지난 5일 이번 연구에 대해 "스마트 콘택트렌즈를 전자제품화 할 수 있는 전원을 집어넣었다는 것이 가장 큰 특징"이라고 말했다. 연구팀은 이번에 배터리와 LED를 렌즈에 집어 넣었지만 향후 추가 연구를 통해 다양한 기능들을 집적한다면 AR·VR을 구현할 수 있다고 설명했다. 연구팀은 실제 널리 쓰이는 소프트 콘택트렌즈 물질을 기판으로 렌즈 크기에 맞게 무선충전에 필요한 전자소자들을 초정밀 인쇄공정을 통해 그려 넣었다. 시야를 가리지 않으면서, 착용자의 활동을 방해하지 않는 무선전원의 가능성을 보여준 것이다. 특히 착용감을 위해 유연하면서 투명한 구조로 설계했다. 정류회로, LED, 배터리 등을 집적시키면서도 렌즈의 구부러짐에 의해 소자가 부서지는 것을 막을 수 있는 구조를 고안했다. 무선충전 회로는 콘택트렌즈 상에 제작될 정도로 초소형이지만 LED 디스플레이를 구동시켜 빛을 밝히기에 충분했다. 연구팀은 충전용 단자부가 노출되지 않도록 해 착용시 감전의 위험을 없앴다고 설명했다. 나아가 실제 사람이 착용한 상태에서 무선충전이 되고 스마트 콘택트렌즈 내 LED 디스플레이를 작동할 수 있도록 전력을 공급하는 것을 확인했다. 또한 렌즈 작동과정에서 열이 발생하지 않았으며, 렌즈 모양이 달라지거나 눈물이 닿거나 보관액에 담겨있을 때도 기능이 유지됐다. 한편, 박장웅 교수는 10년 넘게 스마트렌즈를 연구개발해 2011년부터 연구 성과를 지속적으로 발표해 오고 있다. 그래핀과 은나노 복합체를 이용해 투명전극을 만들었고, 2017년에는 눈물 속 혈당과 안압을 측정하는 센서를 부착하는 기술을 개발했다. 이어서 지난해에는 은나노와이어를 이용해 99% 투명한 금속전극을 개발해 발표했다. 이번 연구성과는 그동안의 성과에서 한발더 나아가 소프트콘택트 렌즈에 무선으로 급속 충·방전이 가능한 전원을 내장한 것이다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 선도연구센터 사업(웨어러블플랫폼소재기술센터), 중견연구자지원사업, 바이오·의료 기술개발사업, 나노소재기술개발사업 등의 지원으로 수행됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

식품의약품안전처는 가상현실(VR) 또는 증강현실(AR) 기술이 적용된 의료기기의 허가·심사 가이드라인을 발간한다고 2일 밝혔다. 이번 가이드라인은 가상·증강현실(VR·AR) 기술이 적용된 의료기기에 해당되는 구분 기준을 명확하게 해 연구·개발자, 의료기기업체들이 제품을 신속하게 개발하고 관련 산업 발전을 지원하기 위해 마련했다. 이에 앞서 지난 4월부터 산업계, 학계, 의료계 등 전문가 27명으로 구성된 전문가 협의체를 운영해 가이드라인 내용을 검토·자문했고, 가이드라인(안)을 의견 수렴하는 과정을 거쳤다. 가상·증강현실 기술이 적용된 기기나 소프트웨어가 의료기기에 해당되는지 여부는 사용목적에 따라 구분된다. 질병을 진단·치료·예방·처치하기 위한 제품은 의료기기에 해당된다. 가상·증강현실 기술이 적용된 의료기기로는 △종양 위치나 크기 등 CT·MRI 등으로 촬영한 영상을 증강현실 기술이 가능한 PC에 입력해 환자 수술에 사용하는 기기 △뇌파·근전도 등 생체신호와 헤드 마운트 디스플레이(HMD)를 활용해 재활치료에 도움을 주는 기기 △CT 등 환자 개인의 영상정보를 이용해 치료 방법을 수립하거나 수술을 시뮬레이션 하는 제품 등이 해당된다. 현재 국내에서 가상·증강현실 기술이 적용된 의료기기가 허가된 사례는 없다. 미국에서는 마비 등 질환이 있는 환자 재활 치료를 위한 제품들이 허가된 바 있다. 의료기기에 해당되지 않는 기기나 소프트웨어는 △의료인들이 정맥주사를 놓는 훈련 등 의료인 교육·훈련을 위한 제품 △기억력 훈련 등 일상생활에서 건강관리를 목적으로 사용하는 제품 △가상 발표 연습을 통해 무대 공포를 없애거나 운동선수가 경기 직전에 느끼는 긴장감을 완화하는데 도움을 주는 등 사회생활에 적응할 수 있도록 도움을 주는 제품 등이다. 한편, 식약처는 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등 4차 산업혁명 시대 첨단 기술이 접목된 제품들이 신속하게 허가될 수 있도록 체외진단용 소프트웨어 등 의료기기 품목 6개를 신설하는 내용으로 '의료기기 품목 및 품목별 등급에 관한 규정'을 지난 6월 28일 행정예고 했다. 신설되는 품목은 △빅데이터와 바이오마커(특정 질환과 관련된 단백질 또는 유전자) 검사 결과를 통해 암 등을 예측하는 암 또는 질환예후·예측검사소프트웨어 △망막을 촬영한 영상과 인공지능으로 당뇨병성 망막증 등을 진단하는 망막진단시스템 △콘택트렌즈에 센서를 부착해 포도당, 안압 등을 측정해 당뇨병, 녹내장 환자들 건강을 관리하는 스마트콘택트렌즈 등이다. 식약처는 "앞으로도 첨단기술이 적용된 의료기기가 신속하게 허가될 수 있도록 의료기기 특성을 반영한 맞춤형 규제를 실시할 것"이라고 밝혔다. 심사 가이드라인은 식약처 홈페이지에서 확인할 수 있다. pompom@fnnews.com 정명진 기자

대구가톨릭대의료원은 의공학과 김종기 교수가 산업통상부의 지원을 받아 녹내장치료 및 안압용 스마트 컨택트 렌즈를 개발한다고 4일 밝혔다. 이번 연구과제는 각도 변환 광결정식 센터와 모아레패턴 변화를 이용한 안압진단센서 개발과 중합식 계면활성제(Surfactant)를 이용한 3D-나노기공구조의 약물전달기능이 집적된 스마트 컨택트 렌즈 시스템 개발이다. 이 연구는 산업통상부로(핵심소재부품기술개발사업)부터 3년간 30여억원의 국비를 지원받아 진행된다. 이 렌즈를 착용하게 되면 온도 또는 누액 효소에 반응해 일정한 양의 녹내장 치료 약물이 지속적으로 방출된다. 또 안압 상승시에는 일정 안안값에 반응해 각막주변각도-스트레인을 감지하고 광결정센서 색깔이나 렌즈에 식각 장착된 모아레패턴이 변화된다. 이에따라 녹내장 위험군 또는 녹내장 환자의 안압변화를 상시 손쉽게 모니터링할 수 있다. pompom@fnnews.com 정명진 의학전문기자

이노베가에서 최근 선보인 아이옵틱의 초근접 포커싱 콘택트렌즈의 원리. 최근 콘택트렌즈와 IT, 광학기술을 접목해 새로운 분야로 발전 가능성을 시사하고 있다.콘택트렌즈는 시력보정에서 최근에는 컬러렌즈의 보급으로 미용 및 패션으로까지 영역을 확대하는 양상을 보이고 있다. 이와함께 콘택트렌즈가 IT 및 광학 기술의 빠른 발전과 함께 진화하고 있어 다양한 활용 가능성을 보이고 있다. 스위스의 의료기기 회사인 센시메드는 안압 측정기을 탑재한 새로운 콘택트렌즈를 개발했다. 연속 안압 측정기 플랫폼에 적용되는 무선 MEMS 센서가 개발 및 공급되었기 때문이다. 이 안압 측정용 콘택트렌즈는 '스마트' 콘택트렌즈의 형태로 제작됐으며 여기에 내장된 얇은 스트레인 게이지(strain gauge, 기계 및 구조물 재료의 변형을 측정하는 기구)가 24시간 동안 눈의 굴곡을 모니터링, 기존의 안과 장비를 통해서는 불가능했던 질병 관리 데이터를 제공한다. 현재 녹내장은 전세계에서 두 번째로 큰 실명의 원인으로 시신경이 회복 불가능한 상태로 진행되어 결국에는 실명에 이르는 질병이다. 녹내장은 완치가 불가능하지만, 적절한 시기에 진단하고 치료하면 질병의 진행을 막을 수 있다. 이 콘택트렌즈 원리는 다음과 같다. 스마트 콘택트렌즈와 환자의 목에 장착하는 소형 리시버의 두 부분으로 구성되었으며 콘택트렌즈에는 스트레인 게이지외에 안테나, 소형의 전용 프로세싱 회로, RF 트랜스미터를 내장함으로써 측정 정보를 리시버에 전송해 24시간 동안 IOP의 변화를 확인할 수 있도록 설계되었다. 　미국의 이노베가라는 업체는 '아이옵틱(iOptik)'이라는 초근접 포커싱 콘택트렌즈를 최근 선보였다. 사실 사람은 10㎝ 이내로 근접한 사물에 초점을 맞출 수 없다. 이러한 이유에서 바로 고해상도 가상현실 실감미디어를 안경에 설치할 수 없었던 것이 현실이다. 하지만 이노베가에서 선보인 아이옵틱은 콘택트렌즈를 착용하더라도 근접 화면만 볼 수 있는 것이 아니라 콘택트렌즈를 착용하지 않았을 때처럼 멀리 있는 사물도 동시에 볼 수 있다. 이 콘택트렌즈의 원리는 렌즈 자체에 의해 재포커싱된 작은 영상만을 제외하고 모든 근접한 빛을 차단할 수 있는 특별한 필터 때문이다. 디스플레이 장치를 끄면 일반 콘택트렌즈를 착용한 것처럼 작용해 모든 사물을 볼 수 있고 디스플레이 장치를 켜면 렌즈에서 재포커싱된 영상이 바로 동공으로 쏘아져 영상도 볼 수 있다. 필터는 영상을 제외한 근접하는 모든 빛을 차단함으로써 영상이 흐릿해지는 것을 막는다. 초근접 포커싱 콘택트렌즈를 착용하면 평상시에는 일반 콘택트렌즈를 착용했을 때와 큰 차이점은 없으나 바로 눈앞에서 디스플레이 장치를 켜면 디스플레이되는 영상에 초점을 맞출 수 있다. 영상과 나머지 사물을 동시에 볼 수 있게 되는 것이다. 이노베가 CEO인 스티브 윌리는 "240인치 초대형 TV를 보는 듯한 영상을 콘택트렌즈와 선글라스를 착용하는 것만으로 즐길 수 있다"고 말했다. 이노베가는 이 제품을 군용 프로토타입으로 제작 중에 있다. 또한 일반 소비자용 제품도 2~3년 이내에 보통 콘택트렌즈와 비슷한 가격에 공급할 것으로 예상하고 있다. /paperstory@fneyefocus.com fn아이포커스 문성인기자

‘뉴비즈(BIZ) 로드맵을 만들어라.’ 김준기 동부그룹 회장이 최근 계열사 사장단 회의에서 올 하반기경영에 승부를 걸기 위한 ‘뉴비즈 로드맵’ 조성에 대한 특명을 내렸다. 김회장의 뉴비즈 로드맵 코어(Core)전략은 ‘반도체·바이오·소재화학’을 삼각축으로 한 신성장사업에 타깃을 두고 있다. 특히 김회장은 2010년 이후 그룹의 차세대 리딩사업을 기존의 금융·철강에서 바이오·반도체·소재화학 등으로 이동시킬 계획까지 세워 놓고 있다. ■‘뉴비즈 로드맵’ 조성에 주력 12일 동부그룹은 김회장이 하반기 핵심전략으로 기존의 시스템경영에 이어 ‘뉴비즈 경영’을 전면에 올리면서 바이오·파운드리(비메모리) 반도체·신소재화학 사업에서 올 매출의 40% 이상을 올릴 계획이라고 밝혔다. 특히 김회장이 주창한 뉴비즈 로드맵 완성을 위해 ‘바이오사업’ 확대에 나서면서 동부한농의 경우 신약개발로 총 1억1550만달러의 해외로열티를 받을 수 있는 신사업기반을 구축했다. 동부한농은 기존의 화학회사 이미지를 벗고 바이오 회사로 거듭나기 위해 사명변경과 함께 대규모 연구개발(R&D) 투자에 나서면서 신사업부문에서 막대한 신규 매출을 올리고 있다. 특히 동부한농은 R&D센터인 동부기술원의 농업생명연구소에서 안압 저하와 시신경 보호 효과를 발휘하는 녹내장 치료제를 개발한 후 본격적인 해외시장 진출을 노크하고 있다. 동부한농은 신약개발로 인해 단계적으로 총 1억1550만달러에 달하는 해외로열티를 받고 향후 20년 동안 판매실적에 따라 4∼13%에 이르는 경상기술료도 확보할 계획이다. 동부그룹 관계자는 “그룹의 중장기 사업계획에 의해 동부한농을 중심으로 바이오사업은 물론 전자재료 등 첨단 소재화학사업까지 손을 뻗을 방침”이라며 “동부정밀화학도 ‘식품생명공학과 첨단소재’를 신성장동력으로 사업영역을 확대할 계획”이라고 강조했다. ■디스플레이 칩 등 뉴비즈에 승부 동부그룹은 바이오와 함께 파운드리 반도체 사업에서도 승부수를 던지고 있다. 특히 올 들어 한국에 자체 공장없이 파운드리사에 반도체 생산을 맡기는 ‘팹리스(Fabless)업체’들이 늘어나고 경쟁업체인 대만과 중국 기업의 생산 효율성이 낮아지면서 동부일렉의 기업위상이 급속히 높아지고 있다. 이에 따라 김준기 회장은 모건스탠리의 증자도 이끌어내면서 파운드리반도체 사업육성에 총력을 기울이고 있다. 동부일렉은 하반기에 이동통신과 디스플레이 관련 칩 생산에 주력할 방침이다. 두 제품은 성장 가능성이 높고 현재 보유하고 있는 공정기술을 통해 시장 확대가 가능한 만큼 하반기에 핵심 캐시카우로 부상할 전망이다. 특히 핵심 특화제품인 CIS(CMOS 이미지센서)와 DDI(디스플레이 구동칩), 플래시메모리칩 등 부가가치가 높은 0.13미크론급 제품 비중을 늘려 매출극대화를 도모한다는 전략이다. 동부그룹 관계자는 “충북 음성의 상우공장은 0.13∼0.18미크론급 공정, 부천공장은 0.18∼0.25미크론급 공정으로 차별화하면서 부가가치를 극대화할 계획”이라며 “바이오와 함께 반도체가 향후 그룹의 신성장동력이 될 것”이라고 강조했다. / pch7850@fnnews.com 박찬흥기자 ※ 저작권자 ⓒ 파이낸셜뉴스. 무단 전재-재배포 금지