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운동 후 등에 밴 땀을 닦아내며 오늘 컨디션이 어땠는지 가늠해본 경험은 누구에게나 있을 것이다. 최근에는 이 땀 자체가 몸 안의 대사 상태를 알려주는 정보원으로 주목받으면서, 채혈 없이도 건강 지표를 확인할 수 있는 웨어러블 바이오센서 연구가 국내외에서 활발히 진행되고 있다.
땀에는 포도당, 젖산, 나트륨과 칼륨 같은 전해질, 코르티솔 등 다양한 생체 성분이 미량으로 섞여 있다. 연구자들은 이 성분들의 농도 변화를 통해 혈당이나 탈수 정도, 스트레스 수준을 간접적으로 유추할 수 있다고 본다. 피를 뽑지 않고도 몸속 변화를 들여다볼 수 있다는 점에서 비침습적 진단 기술의 한 축으로 평가된다.
현재 개발되고 있는 땀 바이오센서는 대부분 얇은 패치나 밴드 형태로, 피부에 부착하면 땀이 분비되는 즉시 특정 성분과 반응해 색이 변하거나 전기 신호를 발생시키는 방식이다. 이 신호를 스마트폰 애플리케이션과 연동해 실시간으로 확인할 수 있도록 설계한 사례도 늘고 있다.
특히 당뇨병 환자를 위한 비침습적 혈당 모니터링 분야에서 관련 연구가 많이 이뤄지고 있다. 기존에는 손가락 끝을 찔러 채혈하거나 피부 아래 센서를 삽입하는 방식이 일반적이었는데, 땀을 이용하면 통증이나 감염 위험 없이 지표를 확인할 수 있다는 장점이 있다. 다만 땀 속 포도당 농도는 혈액보다 훨씬 낮아 정확한 측정을 위한 기술적 보완이 필요한 상황이다.
운동 중 땀 성분을 실시간으로 측정하는 웨어러블 기기 [그림=메디닉스DB]
운동선수나 야외 노동자를 대상으로 한 탈수 및 전해질 불균형 감지 연구도 눈에 띈다. 땀으로 배출되는 나트륨과 염소 이온의 농도를 분석하면 수분 손실 정도를 실시간으로 파악할 수 있어, 열사병 등 온열질환을 예방하는 데 활용될 수 있다는 기대가 나온다. 이는 여름철 실외 활동이 많은 환경에서 특히 유용하게 쓰일 수 있는 접근으로 꼽힌다.
스트레스 호르몬인 코르티솔을 땀에서 검출하려는 시도도 이어지고 있다. 만성 스트레스는 여러 질환의 위험 요인으로 지목되는 만큼, 일상 속에서 스트레스 수준을 간편하게 확인할 수 있는 도구로서 관련 센서가 개발되면 정신건강 관리에도 보조적으로 활용될 여지가 있다는 분석이 나온다.
이러한 기술이 상용화되기 위해서는 넘어야 할 과제도 적지 않다. 땀 분비량은 개인의 체질이나 활동량, 기온에 따라 크게 달라지기 때문에 측정값의 일관성을 확보하는 것이 관건이다. 또한 소량의 땀에서 정확한 농도를 검출하는 센서의 민감도와 내구성도 계속 개선돼야 하는 부분으로 지적된다.
땀 바이오센서 소재와 정확도를 검증하는 연구 현장 [그림=메디닉스DB]
전문가들은 땀 바이오센서가 기존 혈액검사를 완전히 대체하기보다는 일상적인 건강 상태를 지속적으로 관찰하는 보조 수단으로 자리 잡을 가능성이 크다고 본다. 예를 들어 만성질환자가 병원 방문 사이 기간 동안의 변화 추이를 기록해두면, 진료 시 의료진에게 더 구체적인 정보를 제공할 수 있다는 설명이다.
국내 연구기관과 기업들도 관련 소재와 센서 기술 개발에 나서고 있는 것으로 알려져 있다. 유연하고 신축성 있는 소재 위에 미세한 전극을 형성하는 기술이 발전하면서, 피부에 장시간 부착해도 이물감이 적은 제품들이 시도되고 있다. 다만 아직 대부분의 연구는 임상 검증 초기 단계에 머물러 있어 정확도와 안전성에 대한 추가 검증이 필요하다.
일반 소비자용으로 시중에 나온 땀 측정 웨어러블 기기를 사용할 때는 이를 진단이나 치료의 근거로 삼기보다는 참고 자료로 활용하는 것이 바람직하다. 특정 수치가 지속적으로 이상 범위를 벗어나거나 어지러움, 심한 갈증, 근육 경련 등의 증상이 동반된다면 자체 기기 데이터에만 의존하지 말고 의료기관을 방문해 정확한 검사를 받는 것이 안전하다.
