미국 터프츠대학 생체의학 공학부 연구진이 치아에 부착하면 입 속에 들어오는 음식물의 당, 소금, 알코올 데이터를 분석해 전송하는 2㎟ 크기의 센서를 개발했다.

입 속에 음식물이 들어오는 순간 화학 센서와 라디오 주파수 ID가 피분석물을 파악해 무선으로 휴대폰에 전송한다.

이 첨단 기기는 오늘날 당뇨병, 심혈관 질환, 알코올 중독 등 여러 가지 질병 예방을 위해 실용적이고도 정확한 영양소 모니터링에 대한 수요를 충족시키기에 최적의 수단이다. 이 센서는 건강 관리와 식습관을 혁신시킬 수 있을 것으로 기대되고 있다.

이 센서는 음식물 성분을 분석하는 용도로 개발됐지만, 타액이나 구강 건강 상태를 통해 전반적인 건강 상태를 파악하거나 땀의 화학 성분이나 체온 등을 측정하는 등 다양한 용도로 사용될 수 있다. 연구진은 이 센서는 활용도가 매우 넓어 여타 영양분, 화학물질, 생리적 상태를 파악할 수 있다고 설명했다.

이 미니 센서는 세 가지 부품으로 구성돼 있다. 우선 외장은 티타늄과 금으로 만들어진 사각형의 링 형태다. 내부는 섬유나 수성 젤로 만들어졌으며, 소화된 음식의 영양분과 화학 성분을 흡수하는 생체반응성 스폰지가 들어 있다. 영양분과 피분석물은 생체반응성 스폰지에서 분석된다. 연구진은 이 세 가지 부품이 안테나로 작용해 라디오 주파수 스펙트럼으로 파장을 수집하고 전송한다고 설명했다.

이 센서는 두꺼운 와이어가 없고 주기적으로 교체해줄 필요가 없어 사용하기 편리하며, 매우 유연한 형태를 갖추고 있어 고르지 못한 치아 표면에도 완벽하게 부착할 수 있다.

기존에 나와 있는 웨어러블 기기들은 쉽게 부식해 주기적으로 교체해줘야 하거나, 두꺼운 와이어가 부착돼 있거나, 마우스가드 같은 장치를 입에 끼고 있어야 하는 기기들이 대부분이다.

의사들은 환자의 몸 속으로 들어가 무슨 일이 일어나는지 관찰할 수 없다. 하지만 이러한 미니어처 센서의 개발로 환자의 몸 속에서 일어나는 일을 정확히 파악할 수 있다.

이 센서는 입 안에서 데이터를 모을 뿐 아니라 데이터를 전송하는 눈과 귀의 역할을 한다. 연구진은 이 센서가 영양분 섭취 관리에 있어 혁신을 일으켜 대중의 건강과 식습관이 크게 개선될 것이라 기대했다. 이 센서는 또한 섭취한 음식물의 양과 칼로리도 계산할 수 있어 체중 관리에도 도움이 된다.

연구진은 우선 네 명의 자원자의 치아에 센서를 부착하고 달거나 쓴 용액을 입에 머금게 했다. 예상대로 센서는 당과 알코올의 성분을 정확히 파악해 휴대폰으로 전송했다. 또한 정제수, 타액, 메틸알코올, 50도 알코올 등으로 실험한 결과, 이 센서는 용액의 성질도 정확히 구분했다.

이 센서는 아직 상용화되지 않았으며 가격도 미지수다. 하지만 연구진은 영양분과 알코올 섭취 모니터링이 절실한 사람들이 곧 이 기술을 활용할 수 있을 것이라고 기대했다.

[researchpaper 리서치페이퍼=김선미 기자]