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땀 한 방울로 건강 상태 분석…KAIST '스마트 패치' 개발
토큰포스트
KAIST 연구진이 땀만으로 체내 대사 변화를 정밀 분석하는 웨어러블 '스마트 패치'를 개발했다. 비침습적인 의료 진단 기술로 만성질환 추적과 개인 맞춤 건강 관리에 활용될 전망이다.
혈액을 채취하지 않고도 땀만으로 인체 내 대사 변화를 정밀하게 측정할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 운동이나 식단에 따라 땀 속 생화학적 성분 변화를 실시간 모니터링할 수 있게 되면서, 향후 건강 관리는 물론 만성질환 추적에도 활용될 가능성이 높아졌다.
한국과학기술원(KAIST)은 2025년 9월 7일, 바이오·뇌공학과 정기훈 교수 연구팀이 피부에 부착해 사용할 수 있는 웨어러블 센서형 ‘스마트 패치’를 개발했다고 밝혔다. 이 패치는 초미세 광학센서를 기반으로 땀 속 다양한 대사산물을 실시간으로 분석할 수 있어 기존 기술보다 정밀도와 확장성이 뛰어나다는 평가를 받는다.
그간 인간의 생리학적 상태를 파악하기 위해선 대부분 혈액 검사를 필요로 했으며, 웨어러블 센서 기술도 땀에서 1~2종의 성분만을 측정하는 데 그쳤다. 하지만 KAIST 연구진은 요산, 젖산, 티로신 등 대사·운동·질환과 직결되는 세 가지 주요 생체 화학물질을 동시에 정량 분석하는 데 성공했다. 이는 단순 모니터링을 넘어 체내 대사 상태를 과학적으로 규명할 수 있는 가능성을 의미한다.
스마트 패치는 두께가 얇고 유연해 직접 피부에 붙일 수 있으며, 내부에 6~17개의 저장 공간(챔버)을 갖춘 미세 유체 구조로 설계됐다. 이러한 구조는 운동 중 분비되는 땀을 순차적으로 수집해 시간 흐름에 따른 대사 성분의 변화를 추적하는 데 적합하다. 또한 센서는 나노미터 단위에서 빛을 조작하는 ‘나노플라즈모닉’ 기술을 활용해 분자의 성질까지 정밀하게 분석할 수 있다.
분석 정확도 역시 높였다. 함께 적용된 인공지능 기반 분석 기법은 땀에 섞여 있는 다양한 성분 중 목표로 한 대사산물의 신호만을 정확히 추출한다. 달리기나 헬스 등 운동 중엔 지구력이나 근육량 변화를 가늠할 수 있고, 요산 농도 변화를 통해선 통풍 여부, 젖산 수준으로는 간과 신장 기능 이상 여부 등도 사전에 포착할 수 있다.
정 교수는 이 기술이 “질환을 조기에 식별하고 만성질환 관리나 약물 반응 추적, 산업적 환경 노출 모니터링에도 적용될 수 있다”며, 광범위한 응용 가능성을 강조했다. 이번 연구는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 2025년 8월 27일자 온라인판에 게재됐다.
이 같은 기술 발전은 향후 비침습적인 의료 진단 환경을 가능하게 하고, 개인 맞춤형 건강 관리 시장의 성장을 촉진하는 계기가 될 수 있다는 점에서 주목받고 있다. 특히 재택 진단이나 고위험군 건강 모니터링 수단으로의 활용 가능성도 점차 확대될 것으로 보인다.
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