정용환 기자
치실은 가는 실을 사용해 치아와 치아 사이를 청소하는 도구로 양치질 마무리에 치실을 사용하는 이들도 있다. 최근 미국 터프츠대학 연구팀이 치아를 깨끗하게 하는 김에 스트레스를 측정할 수 있는 치실을 개발했다.
누구나 일상생활 속에서 다양한 스트레스를 느끼지만 만성적이고 장기적인 스트레스는 혈압 상승이나 심혈관 질환, 면역력 저하, 우울증, 불안장애 등 다양한 건강 문제를 일으킨다. 스트레스를 모니터링하기 위해 사용되는 도구 대부분은 환자 자기 보고에 기반한 설문지나 정신의학적 평가에 의존하고 있지만 이들에는 부정확하거나 비싸다는 등 문제가 있다.
이에 연구팀은 특별히 설계된 치실을 사용해 타액에 포함된 스트레스 호르몬인 코르티솔을 측정하는 간단하고 정확한 기기를 고안했다.
연구팀은 측정이 추가적인 스트레스 요인이 되는 걸 피하고 싶어서 일상 루틴 일부가 될 수 있는 센서 기기를 만들 수 없을까 생각했다며 코르티솔은 타액 중에 존재하는 스트레스 마커여서 치실은 매일 샘플 채취에 자연스러운 선택지라고 말했다.
연구팀이 개발한 타액 센서 부착 치실 외관은 일반 치실과 크게 다르지 않다. 검지손가락 정도 평평한 플라스틱 손잡이에서 돌기 2개가 뻗어 나와 그 사이에 치실용 실이 걸쳐져 있다. 타액은 치실 내 얇은 채널을 통해 모세관현상으로 빨려 올라가 손잡이 부분과 부속 탭에 도달해 코르티솔을 검출하는 전극에 확산되는 구조다. 스트레스 측정 결과는 치실에서 스마트폰 앱으로 전송된다.
타액 센서 부착 치실 핵심은 전기분해 분자각인폴리머(eMIP)라고 불리는 코르티솔을 검출하기 위한 재료다. eMIP는 주형이 되는 분자 주위에 폴리머를 형성하고 주형 분자가 제거된 뒤 결합용 공간이 남는다. 결합 부위는 표적이 되는 분자에 대한 물리적·화학적 형태를 기억하고 있어 자유롭게 이동하는 분자와 결합할 수 있다는 것이다.
eMIP는 바이오센서 개발에 필요한 노력과 비용을 크게 줄일 수 있을 뿐 아니라 이번에 연구실에서 실시된 테스트에서는 다른 전류 센서와 동등한 높은 정확도를 가지고 있는 게 확인됐다. 연구팀은 eMIP 접근법은 획기적이라며 eMIP는 항체나 수용체 제조에 많은 투자를 필요로 하지 않는다면서 스트레스나 기타 질병, 혹은 상태에 대한 새로운 마커를 발견한 경우 단기간에 폴리머 캐스트를 제작할 수 있다고 말했다.
eMIP는 범용성이 높아서 코르티솔에 국한되지 않고 타액 중에 존재하는 기타 분자를 측정하는 것도 가능하다. 예를 들어 임신 가능성이 높은지를 판단하는 데 도움이 되는 호르몬인 에스트로겐이나 당뇨병 위험을 추적하기 위한 글루코스 혹은 암 종양에 관련된 바이오마커 등을 추적하는 치실을 개발할 수 있다고 한다.
연구팀은 타액에 포함된 바이오마커에는 개인차가 있기 때문에 치실을 이용한 바이오마커 측정은 질병 초기 진단이 아닌 모니터링에 최적이라고 생각하고 있다. 연구팀은 혈액은 여전히 진단에서 골드 스탠더드지만 일단 진단을 받고 투약한 뒤 예를 들어 심혈관 상태를 장기간에 걸쳐 추적하고 개선되고 있는지 확인해야 하는 경우 등에는 센서에 의한 모니터링이 더 간단하고 필요에 따라 시의적절한 개입을 가능하게 해준다고 말했다.
연구팀은 이번에 개발한 치실을 시장에 출시하기 위한 스타트업을 설립했다고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
이석원 기자
