| 기관명 |
NDSL |
| 작성자 |
KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 |
2020-04-01 00:00:00.000 |
| 내용 |
학술지 Science Advances에 게재된 새로운 연구에서 미국의 Yichao Zhao의 바이오전자공학, 재료 및 공학 통합연구진은 일회용 독립형 전기화학 센서시스템(FESS, free-standing electrochemical sensing system)을 개발했다. FESS는 움직임이 있는 상태에서 기존 웨어러블 바이오센서의 문제를 해결하고 가전제품과의 원활한 통합을 가능하게 하는 시스템 차원의 설계전략을 실현할 수 있다. 이 팀은 땀 샘플링, 전기화학 감지, 데이터 디스플레이 또는 전송 기능을 갖춘 FESS 지원 스마트워치를 웨어러블 플랫폼에 개발했다. 연구팀은 FESS 스마트워치를 이용하여 앉아 있거나 집중적인 운동을 하는 사람의 땀 대사물 프로파일을 모니터링했다. 사물인터넷(IOT, Internet-of-things) 인프라를 이용하면 최소한의 사용자 개입으로 생리적 관련 데이터를 수집하여 개인화되고 정밀해진 의약품을 변형시키는 웨어러블 가전제품 활용이 가능하다. 과학자들은 일반적으로 상업용 웨어러블 플랫폼의 물리적 센서를 사용해 사용자의 신체 활동과 활력징후를 추적해 왔다. 그러나 인체의 화학적 변화를 이해하기 위해 연구원들은 땀과 같이 비침습적으로 회수된 체액 내의 바이오마커 분자를 대상으로 전기화학 감지 표면을 요구한다. 이를 위해서는 피부에서 판독장치로 가는 정보전달 경로를 정밀하게 설계하는 것이 중요하다. 전기화학 감지의 경우, 정보 전달 경로는 바이오마커가 풍부한 바이오 유체를 마이크로 유체 구조로 센서 표면으로 샘플링하여 전달하고, 이어 상호 연결된 요소를 통한 신호 전달을 통해 판독용 전자장치로 전달해야 한다. 연구진은 사용자의 일상활동 동안 바이오마커를 감시하는 FESS의 능력을 입증했다. 이를 위해 FESS를 아날로그/디지털 회로, 블루투스 송수신기, 그리고 신호 및 사용자 명령 처리, 디스플레이, 무선 데이터 통신을 포함한 시스템 차원의 기능을 위한 액정 디스플레이(LCD) 화면이 포함된 모델 IOT 장치로 맞춤 개발된 스마트워치에 통합했다. 무선 바이오마커 감지를 위한 외부 포장이나 고정장치 없이 완벽한 스마트워치를 피부에 밀착시켰다. LCD 화면에는 바이오마커 측정값의 실시간 판독값과 일시적 프로필이 표시되었고 블루투스 수신기는 추가 분석을 위해 데이터를 클라우드 서버에 업로드하기 위해 맞춤 개발된 모바일 애플리케이션으로 판독치를 중계했다. 이와 같이 연구진은 바이오마커 정보 전달경로를 조사하여 미세유체 감지모듈 내부의 0에 가까운 긴장 부위를 인식하여 균형이 격리된 경로를 설계하여 바이오마커 데이터의 충실도를 실현했였다. 독립형 FESS를 이루는 박막시스템은 양면 접착을 통해 신호전달 및 신호 상호연결에 대한 통합형 기능이 가능하다. FESS는 바이오마커 정보를 수집하기 위해 피부를 효과적으로 연결하고 전자신호를 판독한다. 연구진은 사용자 일상에서 실시간 바이오마커 판독값을 모니터링하기 위해 사용자별 스마트워치를 개발했다. 본 연구에서 개발된 시제품을 상용화하기 위해 연구진은 땀에 기반한 바이오마커 판독값을 지도화하고 사용자의 생리상태 정보를 얻기 위한 향후 임상실험을 제안하고 있다. 즉, 웨어러블 전자장치와의 통합 용이성과 높은 충실도의 판독을 포함하여 대규모 임상조사가 수행되어야 한다. |
| 출처 |
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| 원문URL |
학술지 Science Advances에 게재된 새로운 연구에서 미국의 Yichao Zhao의 바이오전자공학, 재료 및 공학 통합연구진은 일회용 독립형 전기화학 센서시스템(FESS, free-standing electrochemical sensing system)을 개발했다. FESS는 움직임이 있는 상태에서 기존 웨어러블 바이오센서의 문제를 해결하고 가전제품과의 원활한 통합을 가능하게 하는 시스템 차원의 설계전략을 실현할 수 있다. 이 팀은 땀 샘플링, 전기화학 감지, 데이터 디스플레이 또는 전송 기능을 갖춘 FESS 지원 스마트워치를 웨어러블 플랫폼에 개발했다. 연구팀은 FESS 스마트워치를 이용하여 앉아 있거나 집중적인 운동을 하는 사람의 땀 대사물 프로파일을 모니터링했다. 사물인터넷(IOT, Internet-of-things) 인프라를 이용하면 최소한의 사용자 개입으로 생리적 관련 데이터를 수집하여 개인화되고 정밀해진 의약품을 변형시키는 웨어러블 가전제품 활용이 가능하다. 과학자들은 일반적으로 상업용 웨어러블 플랫폼의 물리적 센서를 사용해 사용자의 신체 활동과 활력징후를 추적해 왔다. 그러나 인체의 화학적 변화를 이해하기 위해 연구원들은 땀과 같이 비침습적으로 회수된 체액 내의 바이오마커 분자를 대상으로 전기화학 감지 표면을 요구한다. 이를 위해서는 피부에서 판독장치로 가는 정보전달 경로를 정밀하게 설계하는 것이 중요하다. 전기화학 감지의 경우, 정보 전달 경로는 바이오마커가 풍부한 바이오 유체를 마이크로 유체 구조로 센서 표면으로 샘플링하여 전달하고, 이어 상호 연결된 요소를 통한 신호 전달을 통해 판독용 전자장치로 전달해야 한다. 연구진은 사용자의 일상활동 동안 바이오마커를 감시하는 FESS의 능력을 입증했다. 이를 위해 FESS를 아날로그/디지털 회로, 블루투스 송수신기, 그리고 신호 및 사용자 명령 처리, 디스플레이, 무선 데이터 통신을 포함한 시스템 차원의 기능을 위한 액정 디스플레이(LCD) 화면이 포함된 모델 IOT 장치로 맞춤 개발된 스마트워치에 통합했다. 무선 바이오마커 감지를 위한 외부 포장이나 고정장치 없이 완벽한 스마트워치를 피부에 밀착시켰다. LCD 화면에는 바이오마커 측정값의 실시간 판독값과 일시적 프로필이 표시되었고 블루투스 수신기는 추가 분석을 위해 데이터를 클라우드 서버에 업로드하기 위해 맞춤 개발된 모바일 애플리케이션으로 판독치를 중계했다. 이와 같이 연구진은 바이오마커 정보 전달경로를 조사하여 미세유체 감지모듈 내부의 0에 가까운 긴장 부위를 인식하여 균형이 격리된 경로를 설계하여 바이오마커 데이터의 충실도를 실현했였다. 독립형 FESS를 이루는 박막시스템은 양면 접착을 통해 신호전달 및 신호 상호연결에 대한 통합형 기능이 가능하다. FESS는 바이오마커 정보를 수집하기 위해 피부를 효과적으로 연결하고 전자신호를 판독한다. 연구진은 사용자 일상에서 실시간 바이오마커 판독값을 모니터링하기 위해 사용자별 스마트워치를 개발했다. 본 연구에서 개발된 시제품을 상용화하기 위해 연구진은 땀에 기반한 바이오마커 판독값을 지도화하고 사용자의 생리상태 정보를 얻기 위한 향후 임상실험을 제안하고 있다. 즉, 웨어러블 전자장치와의 통합 용이성과 높은 충실도의 판독을 포함하여 대규모 임상조사가 수행되어야 한다. |
| 내용 |
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| 첨부파일 |
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