수컷 물방개의 끈끈한 앞발 특징을 본떠 피부의 산성도(pH)나 유수분량을 파악할 수 있는 피부 부착형 패치가 개발됐습니다.
성균관대 방창현 교수팀과 연세대 조승우 교수팀은 수컷 물방개 앞발에 있는 끈끈한 점착 컵의 구조와 원리를 파악하고 본떠 무전원 방식의 신속 체액 포집 피부 모니터링 패치를 개발했다고 밝혔습니다.
물방개의 수중 점착 컵을 모사한 피부 모니터링 패치 개념도. 〈사진=성균관대학교〉 수컷 물방개는 암컷과 달리 앞발에 둥근 모양의 끈끈한 컵이 있습니다. 이 특별한 앞발은 수중 교미 과정에서 암컷의 둥글고 거친 등 표면에 잘 달라붙고 필요한 화학물질도 감지합니다. 연구진은 이 내부 흡인력을 이용해 피부에 점착됨과 동시에 체액을 포집하고 모니터링 할 수 있는 마이크로 크기의 인공 점착 컵을 제작했습니다.
그동안 피부의 산성도나 유수분량 상태를 모니터하기 위해선 별도 전원장치가 필요한 웨어러블 장비가 쓰였습니다. 또 붙이는 화학 점착제의 경우 피부 자극과 트러블은 물론 반복 사용과 장시간 부착이 어려운 것이 숙제였습니다.
하이드로젤을 이용한 체액의 pH 분석. 사진=성균관대학교 연구진은 점착 컵 내부에 체액 흡수력이 높고, 산성도 변화에 따라 색이 변하는 하이드로젤을 넣어 포집된 체액의 산성도를 별도의 전원장치 없이 빠르게 분석할 수 있도록 했습니다. 또 기계학습 기반 분석 애플리케이션 개발을 통해 모바일기기로 이미지를 촬영하고, 촬영한 하이드로젤의 색 이미지 데이터(RGB)를 기계학습해 피부 산성도를 높은 정확도로 추적할 수 있도록 했습니다.
한편 이번 연구 성과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 6월 17일 게재됐습니다.