산업기술/제조/경영

Nikkei Business_2018.6.4 테크노 트렌드 (p58-60)

혈당측정, '아프지 않다'
‘모기’에서 배운 아픔이 적은 바늘, 당뇨병 예방

2주 연속으로 1분 별로 혈당 데이터를 수집하는 센서와 ‘모기’의 입을 참고로 하여 만든 주사기. 당뇨병의 악화 예방에 반드시 필요한 혈당치 측정에서 ‘무통’을 어필하는 기기가 잇달아 등장하였다. 누구나가 간편하게 혈당을 측정할 수 있다면 건강수명의 연장과 의료비 삭감도 기대할 수 있다.

‘바늘로 손가락 끝을 찔러 피가 나오게 한다. 측정기 끝에 그 피를 묻혀서 혈당치를 측정한다’. 일본 국내에 약 100만명 정도라는 중증 당뇨병 환자는 매일 이러한 일을 반복하며 혈당을 측정한다. 혈당치에 맞게 주사하는 인슐린의 양을 스스로 조정할 필요가 있기 때문이다.

건강한 사람의 혈당치는 하루 동안에 70~130mg/dL의 범위에서 변동한다. 그러나 당뇨병에 걸리면 식후 혈당치는 200mg/dL을 넘는다. 혈당치를 적절한 범위에 유지하지 못하면 심근경색이나 뇌졸중 등이 발생할 위험이 1.8배에서 2.5배 높아진다고 한다. 그 때문에 식전, 식후, 취침 전 등 하루에 여러 번 혈당치를 측정한다.

그러나 기존의 혈당치 측정에는 크게 3개의 과제가 있다. 일반적인 혈당 측정기의 바늘은 직경 1mm로 굵어서 찌를 때 고통이 따른다. 손가락 끝에 상처가 나서 세균 등에 감염될 우려도 있다. 또한 보험 적용으로 혈당치를 측정할 수 있는 회수는 한 달에 최대 120번까지다. 이러한 이유 때문에 환자가 서서히 혈당 측정을 게을리 하는 경우가 적지 않았다.

이러한 고민을 해소하는 획기적인 의료기기가 작년에 일본에서 발매되었다. 미국 시카고에 본사를 두고 있는 다국적 제약기업 Abbott Laboratories가 개발한 ‘프리스타일 리브레(FreeStyle Libre)’. 채혈을 하지 않고 측정기를 갖다 대기만 하면 몇 번이고 혈당치를 측정할 수 있는 기기다.

프리스타일 리브레의 특징은 팔에 장착하는 500엔 동전 크기의 센서다. ‘필라멘트’라고 부르는 직경 0.4mm의 가는 바늘을 삽입. 표피 바로 밑에 있는 간질액 속의 글루코스 농도를 상시 측정한다. 혈당치가 상승하면 간질액 속의 글루코스 농도도 연동하여 상승하는 것을 이용하여 혈당치를 측정할 수 있다.

원통 모양의 금속 바늘을 피부에 삽입하기 때문에 처음에 찌를 때 약간의 아픔이 있다. 그러나 체내에는 가는 필라멘트만 남기 때문에 장착하고 있는 중에는 아픔은 거의 없다. 센서는 2주간 쓸 수 있으며 장착한 채로 목욕이나 운동도 가능하다.

센서는 1분마다 혈당치를 측정하여 15분마다 데이터를 보존한다. 측정기를 갖다 대면 무선으로 데이터가 전송되어 액정 화면에 혈당치가 표시되는 구조다. 전송에는 교통 IC카드 등으로 사용되는 비접촉 통신기술을 이용한다.

데이터는 8시간 보존 가능하기 때문에 취침 전에 측정하고 아침에 일어나 측정하면 자고 있는 동안의 혈당치 추이를 알 수 있다. 측정 시점의 혈당치만 알 수 있는 기존의 방법과 비교하여 환자의 혈당치를 세세하게 파악할 수 있다는 점도 특징이다.

실제로 프리스타일 리브레를 사용한 경험이 있는 50대의 당뇨병 환자는 ‘어떠한 식사를 하면 혈당치가 올라가는지 수치로 알 수 있기 때문에 매일의 식사 내용에 대해 진중하게 생각하게 되었다”라고 말한다. 간편하게 측정할 수 있기 때문에 혈당 측정을 게을리하지 않게 된다. 식후 산책을 자발적으로 하는 등 환자의 행동도 변한다.

본체 가격은 7,098엔으로, 센서는 2개 세트에 1만 3,800엔. 기기 그 자체는 보험 대상이 아니지만 환자의 경제적인 부담 면에서는 기존의 측정 방법과 크게 다르지 않다. 그 때문에 발매 초기에는 생산이 쫓아갈 수 없을 정도로 큰 인기를 얻었다. 현재는 고도관리의료기기판매업의 허가를 얻은 약국이라면 누구나 구입 가능하며 보급되기 시작한 단계다. 일본법인 Abbott Japan의 마케팅 본부장인 안도(安藤) 씨는 “앞으로 판매를 더욱 확대해 나가고 싶다”라며 의욕적이다.

-- 당뇨병의 조기 발견 --
프리스타일 리브레가 개척한 ‘고통 없는’ 혈당 측정은 의료관계자 사이에서 화제가 되었다. 당뇨병의 조기 발견에 도움이 될 것으로 생각했기 때문이다.

혈당 측정이 필수인 당뇨병 중증 환자는 100만명으로 추계된다. 그러나 ‘예비군’도 포함하면 2,000만명이 고혈당으로 고민하고 있다고 한다. 대부분의 당뇨병은 몇 년에 걸쳐 천천히 진행하기 때문에 예비군 단계에서 생활습관을 개선하는 것이 바람직하다.

그러나 당뇨병은 초기 단계에서 발견하는 것이 어렵다. 건강진단을 ‘공복’에 실시하는 것이 중요한 이유다.

당뇨병이라고 하면 항상 혈당치가 높은 상태라고 생각하기 쉽지만 예비군의 경우는 식후 혈당치만 높아진다. 공복 시에 혈당치를 측정하면 정상인 사람과 같은 결과가 나온다.

예비군으로 진단을 받아야 하는 환자가 건강하다고 생각해 생활습관 개선이 늦어져 당뇨병에 걸리게 되면 국가의 의료비 부담을 증가하게 된다. 일본에서 프리스타일 리브레의 임상 시험을 주도한 도쿄지케이카이 의과대학의 니시무라(西村) 의사는 “예비군 사람들이 간단하게 사용할 수 있다면 건강의식이 높아져 당뇨병 진행을 예방할 수 있다”라며 기대감을 나타낸다.

‘간편한 혈당 측정’이라는 시장에서 사업 기회를 발견은 기업은 많다. 적외선을 활용하여 혈당치를 측정하는 기기를 개발하는 Light Touch Technology(오사카시)도 그 중 하나다. 스마트폰의 ‘지문인증’처럼 적외선 사출부에 5초간 손가락을 대기만 하면 혈당치를 측정할 수 있다.

적외선은 유기화합물 등의 분광 분석에 사용되고 있다. 물질 별로 흡수하는 빛의 파장이 정해져 있기 때문에 반사광의 강도를 해석하면 농도 등을 추측할 수 있다.

Light Touch가 주목한 것은 손가락 끝의 모세혈관을 흐르는 글로코스다. 글루코스에만 흡수되는 파장의 적외선을 손가락 끝에 조사하여 반사 정도를 비교하면 혈당치의 고저를 측정할 수 있다.

-- ‘모기’에서 배운 아픔이 적은 바늘 --
일본의료연구개발기구의 지원을 받아 시작기의 임상 시험을 추진하고 있다. 2020년에는 실용화가 가능할 전망이다. 500ml 페트병 크기의 거치형 단말을 대학병원 등에 리스 계약으로 공급할 예정이다. 최종적으로는 보다 소형화한 웨어러블 디바이스 개발을 목표하고 있다. Light Touch의 야마카와(山川) 사장은 “혈압계처럼 모든 병원에서 반드시 비치하는 제품으로 만들고 싶다”라고 말한다.

바늘을 사용하는 경우도 출혈과 고통을 최소한으로 한다면 간편하게 혈당치를 측정할 수 있을 것이다. 그런 문제 의식에서 기술을 개발한 기업이 Lightnix(도쿄)다. 후쿠다(福田) 사장은 ‘모기’의 생태를 참고로 하였다.

모기가 피를 흡입하는 바늘은 직경 0.05mm다. 측면이 톱니모양으로 깔쭉깔쭉하고 끝 부분만이 피부와 접촉한다. 마찰을 줄임으로써 고통을 주지 않고 찔려도 거의 알아채지 못한다. 이 구조를 혈당측정용 바늘에 응용하였다.

개발한 ‘PINNIX Light’는 옥수수를 원료로 한 생분해성 플라스틱으로 되어 있다. 기존의 금속 바늘과 달리 평평하고 얇은 모양을 하고 있어 찔렀을 때에 느끼는 고통을 억제할 수 있다. 찔렀을 때 0.4mm의 가로 선 모양의 상처가 생기지만 바로 피가 멈추기 때문에 세균 등의 감염 위험도 낮다. 금속 바늘은 측정에 필요한 양(약 0.5마이크로리터) 이상으로 피를 뽑지만 PINNIX Light는 최소한만 뽑는다.

후쿠다 사장은 수지 바늘을 사출 성형하는데 10년간의 시행착오를 겪었다고 한다. “유럽과 미국 등에서도 보급을 추진하고 싶다”라고 말한다.

‘고통’이라는 과제를 해소하면 당뇨병이 아닌 사람도 일상적으로 혈당치를 측정하게 되고, 건강수명 연장에 틀림없이 공헌할 것이다.

  -- 끝 --