건강 챙기기가 이렇게 쉬웠나? 스마트 마스크의 편리함

09 5월 2025 — 5 min read

감염병 대유행을 겪으며 마스크 착용이 그야말로 우리의 일상이 되었습니다.

외부에서 바이러스의 침투를 막는 데 중요한 역할을 해왔던 마스크가 이제는 질병을 감지하는 '스마트 디바이스'로 탈바꿈하고 있습니다.

병원에서 진행되던 검사와 비슷한 수준의 정확도를 자랑하며, 상용화될 경우 조기 질병 진단과 관리에 중요한 전환점을 가져올 것으로 기대됩니다.

영상촬영 및 혈액 검사를 넘어, 음주 측정기처럼 간단한 호흡 검사로 질병을 파악하는 날도 멀지 않은 듯합니다.

이탈리아 로마대 전자공학과 코라도 디 나탈레 교수 연구팀은 최근 독특한 연구 결과를 발표했습니다.

연구진은 마스크 소재에 특수 호흡 센서를 통합해 만성신장병과 연관된 대사 산물을 효과적으로 감지했다고 합니다.

이 연구 결과는 지난 7일, 국제 학술지 ACS 센서에 게재되었습니다.

만성신장병은 신장의 기능이 3개월 이상 저하되거나 손상되는 병으로, 심각한 건강 문제로 이어질 수 있습니다.

건강한 신장은 혈액 속 노폐물을 걸러내 소변으로 배출하지만, 신장 기능 저하 시 혈액 내 질소함유물질(요소) 축적 및 이를 분해하는 과정에서 암모니아 증가 현상이 나타납니다.

로마대 연구진은 이러한 상황에서 실용적인 솔루션을 제시했습니다.

의료용 마스크 소재 사이에 은 전극을 전도성 고분자 물질로 코팅했으며, 포르피린이라는 특수 물질을 추가하여 민감도를 높였습니다.

센서를 통해 공기 중에서 암모니아와 같은 특정 화합물을 감지하며, 그 과정에서 전기 저항 변화로 이를 분석했습니다.

초기 테스트에서 만성신장병과 관련된 화합물들을 성공적으로 탐지했고, 100명을 대상으로 한 실험에서도 84%의 민감도와 88%의 특이도로 환자를 식별했습니다.

CDC는 미국 내 만성신장병 환자가 약 3,500만 명에 달할 것으로 추정하며, 이는 실제 규명되지 않은 경우까지 포함하면 더 많을 가능성이 큽니다.

현재는 병원에서 혈액 및 소변 검사를 통해 진단하지만, 센서를 접목한 마스크는 보다 간편하면서도 대규모 스크리닝에 적합한 방안이 될 것으로 보입니다.

미국 캘리포니아 공대(칼텍) 웨이 가오 교수 연구팀 역시 주목할 만한 발전을 이루었습니다.

지난해 이들은 천식, 만성폐쇄성폐질환(COPD), 만성신장병 등 다양한 질환 관리를 돕는 '스마트 마스크' 기술을 소개했습니다.

해당 마스크는 호흡 속 화학물질을 실시간으로 분석하며, 천식 환자의 염증 지표나 만성신장병 환자의 암모니아 수치 관리에도 활용될 수 있는 것으로 보입니다.

이 시스템은 휘발성 화학물질을 감지하기 위해 하이드로겔 기반 냉각 기술을 도입했습니다.

기존에는 물리적인 냉각기가 필요했지만, 이번 연구는 공간 제약을 극복하며 하이드로겔 증발 과정을 활용하는 창의적인 접근법으로 열을 제거해 효과를 거뒀습니다.

무엇보다도 바이러스와 같은 에어로졸 입자마저 감지할 수 있어 바이러스 확산 방지에도 잠재력을 보여줍니다.

전 세계적으로 3,500여 종의 휘발성 유기화합물이 사람의 날숨에 포함되어 있다고 알려져 있습니다.

특정 기관의 건강 이상 상태는 특유의 화합물을 방출하게 되고, 이를 분석하면 조기 진단이 가능해집니다.

이미 몇몇 바이오 기업들은 간 질환, 신장 질환, 여러 종류의 암뿐만 아니라 파킨슨병이나 코로나19까지 호흡 분석으로 탐지하는 기술을 개발 중입니다.

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