치실을 사용하는 것만으로 타액속의 코르티솔 수치를 측정해 스트레스를 관리하는 기술이 개발돼 주목된다.

실 미세유체공학을 활용해 비침습적으로 바이오마커를 검출하는 기술이 나온 것으로 향후 타 질환으로 확장이 가능하다는 점에서 학계의 주목을 받고 있다.

현지시각으로 27일 국제학술지 ACS 응용재료 및 인터페이스(ACS Applied Materials and Interfaces)에는 치실을 활용한 타액 바이오마커 검출 기술에 대한 연구 결과가 공개됐다(10.1021/acsami.5c02988).

현재 만성 스트레스는 고혈압을 비롯해 심혈관 질환, 면역 저하, 우울증을 유발한다는 점에서 중점 관리 대상으로 부상하고 있다.

하지만 만성 스트레스를 진단에는 스스로 작성하는 자가 설문지나 정신과 전문의의 상담 등 비정형적 도구가 활용된다는 점에서 비용적, 물리적 한계가 있는 것이 사실.

이에 대한 대안으로 떠오르고 있는 것이 바로 코르티솔 수치다. 다양한 스트레스에 노출되면 코르티솔이 분비되면서 면역시스템이 가동된다는 점에서 코르티솔이 스트레스 노출의 바이오마커로 떠오르고 있는 셈이다.

문제는 이러한 코르티솔 수치 관리를 위해서는 결국 호르몬 검사나 혈액 검사가 필요하다는 점이다. 지속적인 관리가 이뤄지기에는 접근성이 떨어진다는 의미가 된다.

터프츠대학 사미르 손쿠살레(Sameer Sonkusale) 교수가 이끄는 연구진이 일상 생활에서 쉽게 접근할 수 있는 방안을 강구한 것도 이러한 배경 때문이다. 접근성을 높여 지속적 관리가 가능하도록 해보자는 취지인 셈이다.

이에 따라 연구진은 코르티솔이 침, 즉 타액을 통해 검출이 가능하다는 점을 주목했다. 또한 이에 맞춰 타액속에서 실시간으로 코르티솔 수치를 쉽게 측정할 수 있는 기술을 치실 안에 넣는데 성공했다.

이렇게 개발된 치실은 일반 치실과 거의 유사하게 개발됐다. 검지 크기의 납작한 플라스틱 손잡이에서 두 갈래로 실이 뻗어나가는 디자인을 채택한 것.

이를 통해 치실의 타액은 이 가운데 통로를 통해 모세관 현상으로 흡수되며 손잡이에 부착된 탭으로 빨려들어가 코르티솔을 감지하는 전극 패널에 도달하게 된다.

전극에서 코르티솔을 인식하는 기술은 전기중합 분자 각인 폴리머(eMIP)가 사용됐다. 코르티솔이 빨려들어오면 타깃 분자를 중심으로 폴리머가 형성되는 방식이다.

이 기술을 활용해 연구진은 0.10–10,000pg/mL의 매우 낮은 코르티솔까지 실시간으로 검출하는데 성공했다. 이에 걸리는 시간은 불과 11분밖에 되지 않았다.

또한 지속적인 검증 연구 결과 이 치실은 상대 표준 편차 5.01%로 98.64%~02.4%의 회수율을 달성하며 높은 정확도와 정밀도를 보여줬다.

특히 연구진은 여기에 활용된 eMIP 기술이 임신 확인을 위한 에스트로겐, 당뇨병 모니터링을 위한 포도당, 암 표지자 등 타액 기반의 다른 분자들도 감지할 수 있다는 점에서 향후 확장성을 기대하고 있다.

사미르 손쿠살레 교수는 "다른 바이오센서는 일반적으로 항체나 다른 수용체를 사용해 개발하는 만큼 이를 생체공학적으로 설계하는데 많은 노력이 필요하다"며 "하지만 eMIP는 항체나 수용체 제작에 많은 투자가 필요없다는 점에서 향후 스트레스를 넘어 다른 질환에 대한 새로운 마커로 활용하는데 매우 큰 도움이 될 것"이라고 밝혔다.