붙여서 샘플을 채취하는 미세침 패치

(The prototype microneedle patch – the black screw on top maintains downward pressure to keep the needles in contact with the skin. Credit: North Carolina State University)

앞서 소개한 것처럼 미세침 패치 (microneedle patch) 통증 없이 주사약을 투여할 수 있는 기술로 주목받고 있습니다. 미세한 작은 바늘 여러 개를 이용해 패치를 만든 후 피부에 붙이면 신경이 있는 깊이를 피해 약물만 전달할 수 있습니다. 이 방법은 통증이 없을 뿐 아니라 주사약을 긴 시간에 걸쳐 투여할 수 있고 주사기 사용이 서툰 일반인도 쉽게 사용할 수 있어 주목받고 있습니다.

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노스 캐롤라이나 주립 대학과 노스 캐롤라이나 대학 (North Carolina State University, and the University of North Carolina at Chapel Hill)의 연구팀은 여기서 한 걸음 더 나아가 미세침 패치의 새로운 응용 방법을 개발했습니다. 바로 혈액 대신 체액 샘플을 채취하는 것입니다.

연구팀이 개발힌 미세침 패치는 크게 세 개의 층으로 이뤄져 있습니다. 기장 아래 층에는 피부를 파고드는 미세침들이 있고 중간 층에는 샘플을 저장하는 흡수층이 있습니다. 그리고 가장 위층에는 글리세롤이 담긴 폴리아크릴아마이드 하이드로겔 (glycerol-loaded polyacrylamide hydrogel) 층이 있습니다.

이 미세침 패치를 피부에 붙이면 미세한 바늘이 피부 위 조직에 파고들어간 후 여기서 세포와 세포 사이를 채우는 액체인 간질액 (interstitial fluid (ISF))을 흡수합니다. 간질액을 흡수하는 힘은 가장 위층에 있는 폴리아크릴아마이드 하이드로겔과 간질액 사이의 삼투압 차이에 의한 것입니다.

패치를 15분 정도만 붙여도 각종 생화학 검사에 필요한 검체를 얻을 수 있지만, 이 기술의 놀라운 점은 최대 24시간 동안 검체를 수집해 한 순간이 아닌 하루 중 변화를 추적할 수 있다는 것입니다. 따라서 기존의 혈액검사로는 까다로웠던 하루 중 변화 관찰이나 일평균 수치를 쉽게 구할 수 있습니다.

연구팀은 이 기술을 실제로 사용화 하기 위해 연구를 계속하고 있습니다. 실제 상용화되면 혈액을 채취하기 힘든 신생아와 영유아, 그리고 혈관을 찾기 힘든 환자, 일차 의료 기관 등 많은 분야에서 수요가 있을 것으로 기대합니다.

참고

https://newatlas.com/medical-devices/microneedle-patch-blood-sampling-alternative/

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/lc/d5lc00590f

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