IoT 기반 ‘붙이는 전자약’ 개발…원격·자동 통증관리 가능성 제시

기사입력 2026.09.15 15:48

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    한국한의학연구원·KAIST 공동 연구팀, 웨어러블 전자약 플랫폼 개발
    웨어러블 침 치료 기술과 융합…비약물성 통증관리 기술로 발전 기대

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    [한의신문] 통증이 발생할 때마다 의료기관을 찾거나 진통제에 의존해야 하는 불편을 줄일 수 있는 붙이는 전자약기술이 개발됐다. 특히 피부에 붙이면 전기자극으로 통증을 조절하는 것은 물론 장거리에서도 스마트폰으로 원격 제어할 수 있어 향후 재택·원격 통증관리 기술로의 활용 가능성이 기대된다.

     

    한국한의학연구원 이상훈 박사와 KAIST 전기및전자공학부 정재웅 교수 공동연구팀은 무선 마이크로니들(Microneedle) 전자약과 사물인터넷(IoT) 기반 원격 제어 기술을 결합한 웨어러블 전자약 플랫폼을 개발했다고 밝혔다.

     

    이번 연구의 특징은 피부에 부착하는 하나의 작은 기기에 안정적인 전기자극과 스마트폰 원격 제어, 환자의 몸 상태에 따른 자동 자극기능을 향후 함께 구현했다는 점이다. 이에 따라 향후 실제 환자를 대상으로 효과와 안전성이 검증된다면 의료기관 방문 없이 집이나 일상생활에서도 개인 상태에 맞춰 통증을 관리하는 기술로 활용될 것으로 기대된다.

     

    화상, 전기 전달 미흡 등 기존 전자약의 한계 극복

    만성 통증 치료에는 진통제가 널리 사용되지만, 장기간 복용할 경우 부작용이나 의존성에 대한 우려가 있다. 특히 암성 통증 등에 사용되는 마약성 진통제는 장기간 사용할수록 내성이나 오남용 가능성이 커질 수 있어 약물 대신 전기자극으로 신경을 조절하는 전자약이 새로운 대안으로 연구되고 있다.

     

    하지만 기존 전자약의 경우 몸 속에 기기를 심는 방식은 수술이 필요하고, 피부에 붙이는 전극은 땀이나 각질 등 피부 상태에 따라 전기가 제대로 전달되지 않을 수 있으며, 특정 부위에 전류가 몰리면 피부 온도가 올라가거나 화상 위험이 발생할 위험이 있는 등 한계가 있었다.

     

    이에 연구팀에서는 이같은 문제를 해결코자 온도에 반응하는 전도성·접착성 마이크로니들 전극을 개발, 미세 바늘이 전기저항이 높은 피부 각질층을 통과하도록 해 땀이나 각질 등에 따른 영향을 최소화하면서 전기자극을 안정적으로 전달할 수 있도록 했다.

     

    또한 하이드로젤(Hydrogel)’을 전극에 코팅해 전류가 바늘의 끝에 몰리지 않고 고르게 퍼지도록 하는 한편 피부 온도가 비정상적으로 상승할 경우 전극의 접착력이 약해져 전극이 스스로 피부에서 떨어지도록 설계해 전기자극 과정에서 발생할 수 있는 피부 화상 위험을 줄일 수 있도록 했다.

     

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    AI 생성이미지.

     

    한국·미국 간 거리에서도 원격 제어 가능

    이와 함께 연구팀은 전자약에 IoT 기술을 접목, 의료진이 환자와 멀리 떨어져 있어 전자약의 작동 시간과 전기자극을 실시간 또는 예약 방식으로 제어할 수 있도록 했으며, 실제 한국과 미국처럼 국가간 거리가 먼 환경에서도 기기를 원격으로 제어할 수 있음을 확인했다.

     

    아울러 광혈류(PPG) 센서를 이용해 통증과 관련된 스트레스 상태를 감지하고, 이를 토대로 전기자극을 자동으로 작동시키는 폐루프(Closed-loop)’ 치료 기능을 구현해 환자의 몸 상태에 따라 전자약이 자동으로 작동하는 기능도 갖췄다. 이는 환자가 직접 기기를 켜고 자극 세기를 조절하는 방식에서 나아가 몸 상태 감지필요한 전기자극상태 재확인으로 이어지는 자동 통증 관리가 가능해질 수 있다는 의미를 담고 있다는 설명이다.

     

    국제학술지 ‘Nature Communications’에 게재

    이밖에 동물실험에서는 기존 젤 전극보다 전류가 효과적으로 전달됐으며, 통증 완화 효과도 확인하는 한편 건강한 성인을 대상으로 한 소규모 연구에서는 전기자극에 따른 피부 감각 통증 역치의 변화를 확인해 사람에게 적용할 수 있는 가능성을 살폈다. 다만 이번 연구에서 직접적인 진통 효과는 동물실험을 통해 확인된 단계로, 연구팀은 향후 실제 만성 통증 환자를 대상으로 치료 효과와 장기간 사용에 따른 안전성을 검증하기 위한 추가적인 임상연구가 필요하다고 설명했다.

     

    정재웅 교수는 안정적인 피부 인터페이스 기술과 IoT 기반 원격 관리 기술을 결합해 웨어러블 전자약을 일상에서 활용할 수 있는 가능성을 높였다향후 임상 검증을 거쳐 환자의 상태에 맞춰 통증을 관리하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 플랫폼으로 발전하기를 기대한다고 밝혔다.

     

    이상훈 박사는 이번 연구가 향후 웨어러블 침 치료 기술과 융합돼 전기자극으로 경혈을 자극하는 새로운 비약물성 통증 관리 기술로 발전하기를 기대한다고 말했다.

     

    최근 이상훈 박사는 한의 분야 인공지능(AI) 개발의 핵심 기반이 될 건강인 한의 핵심 생체지표 백서발간을 주도하면서, 한의 진단의 한계를 극복하고 인공지능 개발에 필수적인 한의 임상데이터의 AI-ready 데이터 구축을 위한 다양한 노력을 기울이고 있다.

     

    이 백서를 통해 한의 임상 현장에서 주로 쓰이는 생체지표에 대해 표준 측정 절차서(SOP) 참조값 한국인 성별·연령별·체질별 표준 분포를 종합적으로 제공하는 등 한의 분야의 인공지능 전환(AX)을 데이터 구조 차원에서 뒷받침하는 핵심 기반으로서 향후 한의 전자의무기록 표준화는 물론 디지털 헬스케어 산업 활성화와 의료 AI 정책 수립에 도움이 될 수 있는 다양한 근거 확립에 나서고 있다.

     

    한편 KAIST 김희수 박사과정과 한국한의학연구원 방세권 박사가 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단의 전자약기술개발사업과 뇌과학선도융합기술개발사업, 한국한의학연구원 주관연구개발과제의 지원을 받아 수행됐으며, ‘Wireless IoT-Enabled Microneedle Electroceutical for Personalized and Connected Pain Management’라는 제하로 국제학술지 ‘Nature Communications’에 게재됐다.

     

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