진단은 빠르게, 정확도는 높게 – 관절염 진단의 새로운 패러다임
기존의 관절염 진단은 엑스선(X-ray), MRI, 혈액검사 등을 기반으로 하며 시간과 비용이 많이 들고, 무엇보다 정확도에 한계가 있었습니다. 하지만 이제는 단 10분 만에 체액 한 방울로 관절염을 진단할 수 있는 시대가 도래했습니다.
한국재료연구원과 서울성모병원 공동 연구팀은 윤활액을 이용한 초고속 진단 기술을 개발하며, 바이오 헬스케어 분야의 새로운 가능성을 열었습니다.
핵심 기술: 표면증강 라만산란(SERS) 기반 바이오 센서
이번 기술의 핵심은 표면증강 라만산란(SERS, Surface-Enhanced Raman Scattering)입니다. 이는 분자의 고유 광학신호를 수백만 배 이상 증폭시켜, 극미량의 대사산물도 감지할 수 있는 첨단 분석 기술입니다.
연구팀은 이 기술을 활용해 관절의 윤활액 속에 포함된 분자 신호를 분석, 골 관절염과 류머티스 관절염을 높은 정확도(94% 이상)로 구분할 수 있는 기기를 개발했습니다.
실제 임상 적용 결과: 10분 내 진단, 95% 이상 정확도
서울성모병원과의 협업으로 120명의 환자를 대상으로 임상 실험을 진행한 결과, 본 기술은 10분 이내에 관절염 진단 및 유형 구분이 가능했으며, 류머티스 관절염의 중증도까지 95% 이상 정확도로 판단할 수 있었습니다.
이는 기존 진단 방식의 한계를 넘어서는 성과로, 병원 현장에서 빠르고 정확한 초기 진단은 물론, 치료 경과 모니터링에도 활용될 수 있습니다.
기술 작동 방식 – 종이 위의 ‘바다 성게’
이번에 개발된 바이오 센서는 체액을 흡수하는 특수 종이에 바다 성게 형태의 금 나노구조체를 형성하여 제작되었습니다. 이 구조체는 분자 신호를 증폭시키며, AI 알고리즘과 수학적 분석 기법을 통해 신속하고 정확한 진단 결과를 제공합니다.
헬스케어 산업에 미치는 영향과 미래 가능성
이 기술은 향후 웨어러블 바이오 센서, 개인 맞춤형 진단 기기로의 확장 가능성이 크며, 자가 진단 시스템으로의 발전 또한 기대됩니다.
연구를 주도한 정호상 선임연구원은 “관절염 외에도 다양한 질병에 이 기술을 적용할 계획”이라며, 바이오 진단 기술의 범용성과 상용화 가능성을 언급했습니다.
정부 지원 아래 진행된 국가 핵심 R&D 프로젝트
이번 연구는 한국연구재단의 바이오의료기술개발사업, 산업통상자원부의 소재부품기술개발사업 등 국가 핵심 프로젝트의 일환으로 진행되었으며, 국내 과학기술 수준의 우수성을 다시 한 번 입증한 사례입니다.