피부의 ‘숨결’을 읽는 웨어러블 센서… 비침습 진단의 새 가능성 제시

피부를 통해 오가는 기체 흐름을 비침습적으로 감지할 수 있는 신개념 웨어러블 센서가 개발됐다. 해당 기술은 의료 진단, 감염 모니터링, 피부 상태 평가 등 다양한 분야에 새로운 가능성을 제시하며, 국제 학술지 *네이처(Nature)*에 게재됐다.

한국연구재단은 한국과학기술연구원(KIST) 신재호 박사 연구팀이 **피부 표면의 양방향 기체 분자 흐름(Epidermal Gas Flux)**을 정밀 측정할 수 있는 완전 자립형 웨어러블 센서 시스템을 개발했다고 7일 밝혔다. 이 센서는 피부에 부착해 수일 이상 연속적으로 기체 흐름을 모니터링할 수 있으며, 외부 전원이나 유선 연결 없이 독립 구동이 가능하다.

연구팀은 개울물의 유속을 손바닥으로 간접 측정하듯, 피부 위의 기체 흐름을 전자기계식 밸브와 소형 가스 센서를 활용해 실시간 측정하는 구조를 구현했다. 이는 기존의 수증기 등 특정 기체 단방향 측정에 한정됐던 기존 기술과 차별된다.


실험을 통해 이 센서 시스템은 ▲피부 장벽 기능의 정밀 진단 ▲고령자·환자의 항상성 모니터링 ▲개인 위생 상태 평가 ▲환경 유해인자에 의한 피부 열화 관찰 ▲염증·외상 치유 전 과정 감시 등 다양한 활용 가능성을 입증했다. 특히 동물 실험과 초기 임상 검증을 통해 실용 가능성을 확보했다.

피부는 체내와 외부를 구분하는 생물학적 경계이자, 휘발성 유기 화합물(VOC) 등 유해 물질이 유입되는 경로이기도 하다. 연구팀은 “피부의 기체 흐름은 인체 건강 상태를 반영하는 신호로, 이를 정밀 측정할 수 있다면 비침습적 진단의 새로운 패러다임을 제시할 수 있다”고 설명했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 ‘신진연구자 국제공동연구사업’의 지원을 받아 수행됐다. 공동 연구는 미국 노스웨스턴대 John A. Rogers 교수팀과 협력해 진행됐으며, 국내 신진 연구자와 세계적 석학 간 안정적 공동 성과 모델을 구축했다는 점에서도 주목받고 있다.

신재호 박사는 “향후 상품화 연구를 통해 의료기기, 피부미용기기, 위생관리기기 등 다양한 시장으로의 확장이 가능하다”며 산업적 파급력도 강조했다.