KERI의 ‘다기능 무선 생체 센서 플랫폼’ 연구결과가 ‘Advanced Functional Materials’의 표지논문으로 게재됐다. [KERI제공]

[헤럴드경제(창원)=황상욱 기자] 한국전기연구원(KERI)은 최명우 박사 연구팀이 한국화학연구원 조동휘 박사팀, 국립창원대학교 오용석 교수 연구팀과 공동으로 고령자나 장애인에게 자주 발생하는 욕창을 조기 진단할 수 있는 ‘무선 생체 센서 플랫폼’을 개발했다고 13일 밝혔다.

이번 연구 성과는 재료공학 분야 국제 저명 학술지 Advanced Functional Materials에 표지논문으로 게재됐다.

욕창은 지속적인 압력으로 피부 조직이 손상되는 질환으로, 장기 입원 환자나 거동이 불편한 장애인에게서 자주 발생한다. 그러나 병원 현장에서는 인력 부족으로 인해 환자의 피부 상태를 실시간으로 모니터링하기 어려운 실정이다. 기존 센서는 대부분 압력만을 측정하거나, 배터리·전선이 필요한 방식이라 현장 적용에 한계가 있었다.

공동 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 압력·온도·암모니아 등 다양한 생체 신호를 감지하면서도 배터리 없이 작동하는 무선 센서 플랫폼을 개발했다. 센서는 스마트폰이나 리더기에서 전력을 공급받는 무선전력전송(WPT) 방식을 적용해, 피부 접촉만으로도 환자의 상태를 자동 모니터링할 수 있다.

특히 센서 핵심 소재로 사용된 황화구리(CuS)는 항균·살균 효과가 뛰어나 욕창 부위 감염 예방에도 도움이 된다. 연구팀은 황화구리를 3차원 다공성 구조로 가공해 배설물에서 방출되는 미량의 암모니아를 빠르고 정확하게 감지할 수 있도록 했다. 이 기술은 환부 위생 관리와 조기 감염 진단에 직접 활용될 수 있다.

제조비 절감 효과도 크다. 연구팀은 시중 ‘구리 폼(Cu foam)’을 황(S) 용액에 담그는 단순 공정을 통해 황화구리를 저비용으로 대량 생산, 센서 소재 단가를 기존 대비 17배 이상 낮췄다.

이번 기술은 김해한솔재활요양병원에서 실제 욕창 위험군 환자를 대상으로 임상시험을 통해 유효성을 검증했다. 의료진은 스마트폰과 태블릿 등으로 환자의 피부 상태를 실시간 확인해 욕창을 조기에 예방할 수 있었으며 관리 효율성도 크게 향상됐다.

공동 교신저자인 KERI 최명우 박사는 “상온에서 외부 전원 없이도 생체 가스 중 암모니아만을 선택적으로 감지할 수 있는 고효율 소재를 개발하고 이를 무선 플랫폼에 적용한 것은 세계 최초”라며 “학연병 협력의 대표적인 성공 사례로 의미가 크다”고 말했다.