전류로 상처를 치유하는 스마트 밴드

(The flexible device combines a layer of electronics with a layer of hydrogel. Credit: Jian-Cheng Lai, Bao Research Group @ Stanford University)

(A diagram illustrates how the bandage would be applied to a chronic wound. Credit: Jian-Cheng Lai, Bao Research Group @ Stanford University)

당뇨 환자에 잘 생기는 족부 병변인 당뇨발은 다리나 발가락을 절단하는 가장 흔한 원인 중 하나입니다. 당뇨발 이외에도 침상에서 장기간 누워 생활하는 만성 질환자가 증가하면서 욕창이나 질 낫지 않는 만성적인 피부 궤양이나 손상이 많아졌습니다. 심한 경우 2차 감염으로 결국 사망에 이를 수 있는 심각한 문제입니다.

따라서 앞서 여러 차례 소개한 것처럼 만성 피부 궤양이나 상처를 모니터링 하거나 치료할 수 있는 스마트 밴드 개발이 활발합니다. 스탠포드 대학의 연구팀은 필요할 때만 약한 전기 자극을 통해 치유를 촉진하는 스마트 밴드 프로토타입을 공개했습니다.

연구팀이 개발한 스마트 밴드는 두 개의 층으로 되어 있습니다. 100마이크로미터 (0.1mm) 두께의 상부 폴리머 위에는 각종 전자 장비가 존재합니다. 아래 층은 생체적합 소재로 된 하이드로겔 층으로 직접 상처와 접촉합니다.

스마트 밴드의 센서는 박막 하이드로겔을 통해 pH 등 여러 정보를 모아 상처의 상태를 파악하고 필요한 상황에서만 약한 전기로 주변 조직을 자극합니다. 그러면 케라티노사이트 (Keratinocyte) 같은 피부 세포의 이동이 촉진되면서 상처의 회복이 더 빠르게 진행됩니다. 쥐를 이용한 동물 모델에서는 치유 시간을 25% 단축시키고 조직의 성장을 50%까지 촉진하는 것으로 나타났습니다.

이 스마트 밴드는 스마트폰과 연동해서 상처의 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있을 뿐 아니라 제거나 교체시에는 40도까지 온도를 높여 하이드로겔 접착부가 상처에 손상을 주지 않고 쉽게 떨어질 수 있게 하는 재미있는 기능도 포함되어 있습니다. 현재는 전임상 단계이지만, 많은 관련 연구가 진행되고 있어 언젠가는 임상에서 실제 스마트 배드들이 활약하는 시대가 올 것으로 기대합니다.

참고

https://newatlas.com/medical/smart-bandage-electrical-stimulation-chronic-wounds/

https://www.nature.com/articles/s41587-022-01528-3

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