바이오/의료 비침습 연속혈당 모니터링 기술동향

Ⅰ. 서론 비침습은 의학 용어에서 피부를 관통하지 않거 나 신체에 어떤 구멍도 통과하지 않고 질병 따위 를 진단하거나 치료하는 방법을 나타낸다. 초음 파, 심전도, 커프 혈압 측정 등과 같은 비침습 진단 은 인체에 무해할 뿐만 아니라 저렴한 검사 수단을 제공하므로 상시적 진단이나 연속적 모니터링에 널리 사용할 수 있다. 혈당은 혈액 속에 포함된 포 도당의 농도를 나타내는 말이다. 포도당(Glucose) 은 분자식 C6H12O6를 가지는 단당류로 동물의 혈 액에는 이러한 형태로 존재한다. 포도당은 우리 몸 의 주요 에너지원으로 부족하면 무기력 단계에서 부터 심할 경우 뇌손상 및 사망에 이를 수 있고, 반 대로 높은 상태로 지속하면 심각한 대사질환을 유 발한다. 연속혈당측정은 적시에 인슐린 공급이 필 요한 당뇨병 환자들에게 특히 유용하지만, 3개월 마다 당화혈색소(HbA1C: Glycated Hemoglobin) 혈액검사로만 수행할 수 있는 혈당 조절 측정의 새로운 방법으로 신속한 정보를 제공하므로 일상적으로 혈당 건강관리를 희망하는 사람들에게도 유익한 기술이다. 세계적으로 당뇨병 환자의 지속적인 증가에 따 라 전통적인 채혈방식을 대체하기 위한 기술개발 요구가 오랫동안 있어왔으며, 현재는 무채혈 최소 침습 방식으로 혈당 변화율을 24시간 이상 연속 측 정하는 것이 가능하다. 이와 함께 비침습 방식으로 간헐적 또는 연속적 혈당 모니터링을 통하여 혁신 적 당뇨병 관리를 위한 매우 다양한 기술개발 노력 들이 진행되고 있다. 본고에서는 먼저 당뇨병 개요 와 연속혈당측정 필요성을 살펴보고, 현재 연구되 고 있는 매우 다양한 비침습 혈당측정 기술들을 간 략히 소개한다. 아울러 최근의 최소침습, 비침습, 웨어러블 연속혈당측정 상용화 기술개발 현황에 대한 조사 분석을 통하여 미래 연속혈당측정 기술 의 세계적 발전 추이를 살펴보고자 한다. Ⅱ. 당뇨병과 연속혈당측정 당뇨병은 몸에서 높거나 낮은 혈당 수치가 오랜 기간 지속되는 대사 질환을 나타낸다. WHO 당뇨 병 진단기준은 혈당수치가 식사 전에 126mg/dL, 식사 후에 200mg/dL를 초과하는 경우이다. 우리 의 몸은 여러 가지 변수들을 조절하여 내부 환경을 안정적으로 일정하게 유지하려는 특성, 즉 항상성 을 가진다. 포도당은 세포에서 에너지를 얻기 위하 여 가장 먼저 사용되는 영양소로 인체의 항상성 유 지를 위하여 혈당량이 일정하게 유지되어야 한다. 체내에서 혈당의 항상성 유지에 주된 역할을 담당 하는 호르몬이 췌장에서 분비되는 호르몬들인 글 루카곤과 인슐린이다. 췌장에 이상이 생겨 인슐린 을 제대로 만들어 내지 못하는 경우에 발생하는 제 1형 당뇨병은 인슐린 주사로 관리되어야 하므로 인슐린 의존성 당뇨병이라고도 한다. 췌장의 기능 은 정상이지만 우리 몸의 세포가 인슐린에 적절하 게 반응하지 못하는 인슐린 저항성에 기인하는 제 2형 당뇨병은 인슐린 비의존 당뇨병으로도 불리 며, 당뇨병 환자의 약 90%가 이에 해당한다고 한 다. 임신성 당뇨병은 임신기에 태아에서 분비되는 호르몬 등에 의한 인슐린 저항성의 원인으로 발생 하여 출산과 함께 호전되거나 사라지며 임신부의 약 2~10%가 겪는다고 한다. 30대 이상의 임신부 에서 발생 비율이 높은데 출산 연령이 높아지면서 유병률도 지속적으로 상승하고 있으며, 해당 산모 중 40~60%는 5~15년 안에 제2형 당뇨병 진단을 받는다고 한다[1]. 세계보건기구(WHO)에 따르면 세계 성인 인구 의 약 8% 이상이 당뇨병을 가지며, 특히 65세 이상 인구의 경우 5명 중에 1명이 당뇨병 진단을 받는다 고 한다. 질병관리청 2019년 국민건강영양조사에 따르면 우리나라 30대 이상 성인의 당뇨병 유병률 은 남성의 발병률(14%)이 여성(9.5%)보다 훨씬 높 게 나타난다. 보건의료빅데이터개방시스템에 따 르면 국내 당뇨병 환자는 2015년부터 2019년까지 무려 28.1%나 증가한 것으로 나타났다. 특히, 당뇨 병 전단계인 공복혈당장애는 대부분의 경우 증상 을 느끼지 못하며, 30세 이상 인구의 약 27%로 추 산되므로 평소 혈당관리의 중요성이 증가되고 있 다[2]. 한편, 정식 진단 용어는 아니지만 최근 제1.5형 당뇨병의 구분 필요성에 대한 의견이 있다. 즉, 인 슐린 의존 여부에 따라 의존형과 비의존형의 중간 단계인 “인슐린 요구형”으로 췌장의 인슐린 생산 이 제1형과 제2형의 중간단계인 환자들에 해당한 다. 주로 청장년기에 갑자기 발생하는 것이 특징이 며, 우리나라 당뇨병 환자 중에서 약 12~13%가 이