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[IT뉴스][뉴테크] 녹내장 진단·치료하는 스마트 콘택트렌즈…금속 센서 없이 작동

온카뱅크관리자

2026-04-09 06:07:31

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 美 테라사키연구소, 고분자 물질로만 개발 안압 증가하면 진단·치료제 자동 방출 韓 기업은 올해부터 인체 임상시험 추진 日 연구진은 센서 민감도 183배 증폭 
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 <img alt="녹내장 환자의 안압 변화를 감지하고 치료까지 가능한 스마트 콘택트렌즈가 개발됐다./셔터스톡" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/chosunbiz/20260409060303931zyaw.jpg" data-org-width="2000" dmcf-mid="xvrR4apXlK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/chosunbiz/20260409060303931zyaw.jpg" width="658">
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 녹내장 환자의 안압 변화를 감지하고 치료까지 가능한 스마트 콘택트렌즈가 개발됐다./셔터스톡
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 녹내장 환자의 안압 변화를 감지하고 치료까지 가능한 스마트 콘택트렌즈가 개발됐다. 금속 센서나 전자 회로 없이 기존 소프트 렌즈와 마찬가지로 말랑말랑한 고분자 물질로만 만들어 착용감이 뛰어나고 시야를 가리지도 않는다. 동물실험에서 입증된 효능이 인체 대상 임상시험에서도 확인되면 녹내장 치료에 새로운 전기가 될 것으로 기대된다.
 양지 주(Yngzhi Zhu) 미국 테라사키 생의학혁신연구소 교수 연구진은 “안압을 측정하고 치료제를 자동 방출하는 스마트 콘택트 렌즈를 개발해 동물실험에서 효능과 안전성을 확인했다”고 8일(현지 시각) 국제 학술지 ‘사이언스 중개의학’에 발표했다. 진단용 시료와 치료제가 안압 변화에 따라 이동하는 간단한 물리 현상을 이용해 기존 스마트 콘택트렌즈처럼 금속제 센서나 전자회로, 배터리가 필요 없다고 연구진은 밝혔다.
 녹내장은 눈에서 체액이 잘 방출되지 않고 쌓이면서 안압이 높아지는 질환이다. 심한 통증과 시신경 손상을 불러 심한 경우 시력을 잃을 수도 있다. 현재 전 세계에서 7000만명이 녹내장을 앓고 있으며, 고령화가 가속되면서 2040년까지 환자 수가 1억3400만명에 이를 것으로 예상된다. 녹내장은 완치하기 어렵지만 조기 진단과 치료를 통해 시력 손실을 늦추고 삶의 질을 유지할 수 있다. 세계 각국은 안압을 실시간 추적하고 약물을 자동 방출하는 스마트 콘택트렌즈를 상용화하기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있다
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 <img alt="고분자 물질로만 만든 실시간 안압 측정, 약물 방출용 콘택트 렌즈(AP-TSCL). (A) 눈에 AP-TSCL를 착용한 모습. (B) 인공 눈에 장착된 AP-TSCL. 검은색은 안압 감지 장치, 파란색/초록색은 약물 전달 저장소 (C) 안압 감지와 약물 전달부를 통합한 콘택트 렌즈의 다층 구조 (D) 작동 원리: 안압(IOP)이 올라가 각막이 변형되면 액체(붉은색)가 이동해 감지. 동시에 치료 약물(파란색)이 방출됨./자료 사이언스 중개의학" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/chosunbiz/20260409060305221eykz.jpg" data-org-width="1222" dmcf-mid="ysphwHiPvb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/chosunbiz/20260409060305221eykz.jpg" width="658">
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 고분자 물질로만 만든 실시간 안압 측정, 약물 방출용 콘택트 렌즈(AP-TSCL). (A) 눈에 AP-TSCL를 착용한 모습. (B) 인공 눈에 장착된 AP-TSCL. 검은색은 안압 감지 장치, 파란색/초록색은 약물 전달 저장소 (C) 안압 감지와 약물 전달부를 통합한 콘택트 렌즈의 다층 구조 (D) 작동 원리: 안압(IOP)이 올라가 각막이 변형되면 액체(붉은색)가 이동해 감지. 동시에 치료 약물(파란색)이 방출됨./자료 사이언스 중개의학
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 ◇진단 시약과 치료 약물 주머니 갖춰
 미국 로스앤젤레스에 있는 비영리 연구 기관인 테라사키 연구소는 콘택트렌즈를 진단·치료용 의료 기기로 개발했다. 지금처럼 6~12개월마다 병원을 찾아 검사를 하면 변동이 심한 녹내장 환자의 안압을 제대로 확인하기 어렵다. 콘택트렌즈는 늘 착용하고 있어 안압을 실시간 측정할 수 있다. 무엇보다 이번 스마트 콘택트렌즈는 기존 소프트 렌즈와 같이 고분자 물질로만 만들어 착용감이 같다고 연구진은 밝혔다.
 스마트 콘택트렌즈는 외부와 안쪽 보호층 사이에 진단용 시약과 치료제가 담긴 주머니가 들어 있는 구조이다. 안압이 높아지면 각막이 팽창한다. 그러면 시약 주머니가 압축되면서 뱀 모양의 미세관을 따라 이동한다. 시약이 이동한 거리는 안압 수치와 비례한다. 환자가 스마트폰 카메라로 눈을 찍으면 인공지능(AI)이 정확한 안압 수치를 알려준다.
 주머니는 실크 소재의 스펀지 구조로 약물을 많이 함유하면서 미세관이 찌그러지지 않게 지지해 안압 측정의 정확도를 높인다. 안압이 높아지면 동시에 치료제 주머니도 압축된다. 안압이 기준치를 넘으면 통로가 열려 안압을 낮추는 약물이 방출된다. 외부 기기가 보내는 신호가 없어도 약물이 자동 방출되는 것이다.
 약물은 티모롤과 브리모니딘 두 가지를 따로 넣어 안압에 따라 단계별 치료가 가능하도록 했다.연구진은 적출한 소의 안구와 살아있는 토끼의 안구에 콘택트렌즈를 끼워 안압을 안정적으로 추적하고, 기준 압력치를 넘으면 약물이 자동으로 방출되는 것을 확인했다. 주 교수는 “이번에 개발한 기술은 시판 중인 소프트 렌즈에 바로 적용할 수 있어 다양한 안과 질환 진단과 치료에 쓸 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 연구에는 서울대 재료공학부 이태우 교수와 함께 중국, 홍콩, 영국, 캐나다 연구진도 참여했다.
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 <img alt="포스텍 연구팀이 개발한 스마트 콘택트렌즈. /포스텍" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/chosunbiz/20260409060306731xaba.png" data-org-width="1870" dmcf-mid="Wbo9uxYCvB" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/chosunbiz/20260409060306731xaba.png" width="658">
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 포스텍 연구팀이 개발한 스마트 콘택트렌즈. /포스텍
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 ◇韓 녹내장 스마트 렌즈, 올해 임상시험
 안과 질환 진단용 스마트 콘택트렌즈는 2010년대부터 개발됐다. 미국 구글은 스위스 제약사 노바티스와 당뇨병 환자의 혈당을 측정하는 콘택트렌즈를 개발했으며, 스위스 센시메드가 개발한 녹내장 환자용 콘택트렌즈는 2016년 미국 시판 허가를 받았다. 이 렌즈는 안압 변화만 측정한다. 앞으로는 진단은 물론 약물까지 전달하는 스마트 콘택트렌즈들이 상용화될 것으로 기대된다. 국내 기업이 그 선두에 있다.
 범부처전주기의료기기연구개발사업단은 지난해 2월 ‘2025년 10대 대표 과제’를 선정해 발표했다. 이 중 하나가 화이바이오메드의 녹내장 진단치료용 스마트 콘택트렌즈다. 화이바이오메드는 포스텍 신소재공학과 한세광 교수가 2014년 설립한 회사다. 화이바이오메드는 녹내장 진단을 위해 금 나노와이어를 사용했다.
 안압이 올라가면 각막의 곡률이 미세하게 변하고, 이에 따라 나노와이어의 형태도 바뀌어 전기저항이 변한다. 이 저항값을 무선으로 측정해 안압 변화를 실시간으로 감지할 수 있다. 안압이 높아지면 콘택트렌즈가 치료제인 티모롤을 눈에 전달한다.
 한 교수는 금 나노와이어 센서는 기존 스마트 콘택트렌즈에 쓴 금속 링 센서보다 민감도와 투명도 모두 뛰어나다고 밝혔다. 기존 스마트 콘택트렌즈에 들어간 금속 링은 육안으로도 보이지만, 나노와이어 센서는 눈으로 보이지 않는 크기여서 렌즈가 거의 투명하다. 한 교수는 앞서 2022년 네이처 커뮤니케이션에 관련 연구 결과를 발표해 세계적인 주목을 받았다. 동물 실험은 이미 마쳤고 올해부터 인체 대상 임상시험을 진행해 이르면 2027년에 상용화한다는 계획이다.
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 <img alt="일본 와세다대 연구진이 개발한 녹내장 안압 측정용 스마트 콘택트렌즈. 민감도가 기존 방법보다 183배 증가했다./일 와세다대" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/chosunbiz/20260409060308094hcdl.jpg" data-org-width="1368" dmcf-mid="Y0lwNSQ9Sq" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/chosunbiz/20260409060308094hcdl.jpg" width="658">
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 일본 와세다대 연구진이 개발한 녹내장 안압 측정용 스마트 콘택트렌즈. 민감도가 기존 방법보다 183배 증가했다./일 와세다대
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 ◇日 연구진, 센서 민감도 183배 높여
 스마트 콘택트렌즈의 센서 민감도를 높이는 경쟁도 치열하다. 일본 와세다대 미야케 타케오(Takeo Miyake) 교수 연구진은 지난 1월 안압 측정 민감도를 기존 연구보다 183배 높인 스마트 콘택트렌즈를 발표했다. 한세광 교수와 마찬가지로 안압이 올라가 각막이 미세하게 팽창하면 금속 센서의 전기 저항이 바뀌는 것을 무선으로 감지하는 원리다.
 연구진은 ‘패리티-시간(PT) 대칭’이라는 최신 기술로 센서 민감도를 높였다. 무선 센서가 에너지를 보내면 거리에 따라 에너지가 줄어드는 손실만 발생한다. 와세다대 연구진은 렌즈 센서의 손실 회로와 리더기의 이익 회로가 거울처럼 대칭을 이루도록 했다. 마치 그네를 타는 사람과 밀어주는 사람처럼 에너지를 주고받는 리듬을 완벽하게 맞춤으로써 작은 변화를 크게 증폭시키는 기술이다.
 덕분에 미세한 변화도 바로 감지할 수 있다고 연구진은 설명했다. 일반 센서가 아주 무거운 바위 위에 있는 공을 건드리는 것과 같다면, PT 대칭 센서는 뾰족한 연필 끝에 아슬아슬하게 서 있는 공과 같다. 가벼운 바람만 불어도 공이 확 쓰러진다. 미세한 안압 변화도 바로 감지한다는 말이다. 와세다대 연구진은 토끼 눈에 렌즈를 장착해 성능을 입증했다.
 참고 자료
 Science Translational Medicine(2026), DOI: <a href="https://doi.org/10.1126/scitranslmed.ads9541" rel="" target="_blank" title="https://doi.org/10.1126/scitranslmed.ads9541">https://doi.org/10.1126/scitranslmed.ads9541</a>
 npj Flexible Electronics(2026), DOI: <a href="https://doi.org/10.1038/s41528-025-00507-3" rel="" target="_blank" title="https://doi.org/10.1038/s41528-025-00507-3">https://doi.org/10.1038/s41528-025-00507-3</a>
 Nature Communication(2022), DOI : <a href="https://doi.org/10.1038/s41467-022-34597-8" rel="" target="_blank" title="https://doi.org/10.1038/s41467-022-34597-8">https://doi.org/10.1038/s41467-022-34597-8</a>
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