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성과명녹내장 진단용 안압 모니터링 콘택트렌즈 개발

A soft and transparent contact lens for the wireless quantitative monitoring of intraocular pressure(Nature Biomedical Engineering (IF: 25.671, 2020년 기준))

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지원사업
중견연구지원사업 및 바이오·의료기술개발사업
지원 기관
과학기술정보통신부
연구 기관
연세대학교, 경북대학교
연구자
김주희, 박지훈, 박장웅, 김홍균
발표일
2021-05-03
조회수
83

녹내장 진단용 안압 모니터링 콘택트렌즈 개발


콘택트렌즈로 일상에서 안압 모니터링 할수있다



개요

박장웅 교수(연세대학교 신소재공학과) 및 김홍균 교수(경북대학교병원 안과), 김대우 교수(경북대학교병원 안과) 공동연구팀이 미세한 안압변화를 감지할 수 있는 고감도 안압 센서 및 무선 회로를 소프트 콘택트렌즈 내에 제작하여, 스마트폰과 무선 통신할 수 있도록 했다고 밝혔다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원사업 및 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 생명공학 분야 국제학술지‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)’에 5월 3일 게재됐다.


연구 내용

이번 연구에서는 신축성 전극 소재를 이용해 무선통신 (NFC)용 회로를 제작하고, 소프트 콘택트렌즈와 결합된 고감도 안압센서를 함께 집적화했다.
고감도 안압 센서는 안압으로 인한 안구의 미세한 변형 정도를 측정 하며 안압 센서의 측정값은 무선통신 회로를 통해 스마트폰으로 간편하게 확인할 수 있다. 초박형 실리콘(두께: 300 nm)을 사용하여 반도체 공정으로 제작된 안압 센서의 크기는 수 마이크론 정도로 매우 미세하고, 무선 통신회로(NFC)와 신축성 전극 배선으로 연결되어, 잡아당길 수 있는 소프트 콘택트렌즈 내부에 모두 탑재 가능하였다. 이렇게 제작된 콘택트렌즈의 두께가 실제 소프트 콘택트렌즈 제품과 비슷하여, 신축성과 착용성이 저하되지 않았다. 특히 감전의 위험을 없애기 위해 소프트 콘택트렌즈 물질로 센서, 무선 통신회로 등의 전자부품들을 완전히 포장했다. 또한 제작된 스마트 콘택트렌즈의 독성 테스트, 각막 변형 검사, 착용에 의한 통증 검사, 콘택트렌즈 내부의 전자부품 구동에 의한 발열 평가 등을 실시하고, 사람이 착용한 상태에서의 스마트 콘택트렌즈의 성능 및 안정성 평가까지 진행하였다. 일상생활 속에서 건강 모니터링이 가능한 모바일 헬스케어 기기 플랫폼의 가능성을 제시한 것이다. 실제 상용화를 위해서는 1,000명 이상의 환자들을 대상으로 하는 임상 3상 시험이 필요(약 3년 정도 소요)하며, 3상 시험까지 모두 통한 후에는 제품 승인을 기대해볼 수 있다.


기대 효과

본 연구에서 제작된 스마트 콘택트렌즈는 고감도 안압 센서를 통해 녹내장 진단을 위한, 일상에서의 미세한 안압 변화를 무선 모니터링 할 수 있다. 따라서 다양한 방식의 모바일 헬스케어용 웨어러블 기기 구현을 위한 플랫폼 기술로 적합할 것으로 기대된다.


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