노스웨스턴대, 피부 호흡 측정 웨어러블 장치 공개

전자 및 센서 인사이더

길이 2cm, 폭 1.5cm 장치: 챔버, 센서 모음, 프로그래머블 밸브, 전자회로, 소형충전배터리 구성. 피부 직접 접촉 대신 챔버가 몇 mm 위에 떠있음. (이미지: 존 로저스 제공)

노스웨스턴대학교 연구진이 피부에서 방출·흡수되는 가스 측정 최초 웨어러블 장치 개발. 이 가스 분석으로 상처모니터링, 피부감염감지, 수분수준추적, 유해환경화학물질노출정량화 등 피부건강 새 평가법 제공.

온도·수증기·CO2·VOC 정밀측정 센서군, 비접촉 챔버 설계

새 기술 온도, 수증기, 이산화탄소(CO2), 휘발성유기화합물(VOC) 변화 정밀측정 센서군 구성. 각 가스 다양한 피부상태·전반적건강 가치있는통찰 제공. 가스들 장치내 소형챔버 흐르며 피부 실제접촉않고 몇mm 위 hover. 비접촉설계 특히 섬세조직 방해없이 취약피부 정보수집 유용.

동물·인간 대상 효능 입증, Nature 게재

연구 네이처(Nature) 저널 발표, 소동물·인간 대상 장치 효능 입증.

"이 장치 우리랩 땀수집분석 웨어러블 전자장치 자연진화," 연구 공동주도 노스웨스턴 존 A. 로저스(John A. Rogers) 말함. "땀분석 착용자전반건강 파악했지만 약리적한선자극이나 고온다습환경 필요. 피부서 자연발생 지속적 포착가능한게 뭔지 생각시작. 피부표면서 물증기, 이산화탄소, 휘발성유기화합물 등 모든종류 것들 나옴, 기저생리건강과 연관가능."

"이 기술 임상치료 변혁잠재력, 특히 신생아, 노인, 당뇨병환자, 피부손상자 등 취약집단," 공동주도 노스웨스턴 기예르모 A. 아미르(Guillermo A. Ameer) 말함. "우리장치미학 상처, 궤양, 찰과상 접촉없이 섬세피부상태 평가 완전히새로운방식 발견. 가스변화측정·피부상태상관관계 첫주요발걸음."

피부장벽: 수분유지·자극차단 핵심, 손상시 TEWL·감염·염증위험

피부최외층 피부장벽 신체외부환경 1차방어선. 과도한수분손실방지 수분유지, 자극물질·박테리아·자외선차단 장벽역할. 피부장벽손상시 수분손실증가(경표피수분손실 TEWL), 피부민감성, 감염위험, 습진·건선같은 염증상태 유발.

"피부우리환경보호중요," 연구공동저자 에이미 팰러(Amy Paller) 페인버그피부과월터J.햄린교수·피부과장. "보호기능주요요소 피부장벽, 물유지·자극물독소미생물알레르겐차단 촘촘단백질지방모음 크게특징."

기존대형장비대비 콤팩트웨어러블로 원격·지속모니터링·수면중비간섭가능

피부서 방출 물증기가스 변화추적 의료전문가 환자피부장벽무결성 엿보기. 수증기손실측정기술존재하지만 대형번거로운기계 병원내거주. 콤팩트웨어러블 의료진원격모니터링·개인자가피부건강관리 집에서도 가능 설계.

"피부장벽무결성 골드스탠다드 탐침간헐적피부접촉 TEWL수집대형장비," 팰러말함. "수면중환자방해없이 원격·지속·프로그램가능 TEWL측정장치 주요진보."

장치구성: 2cm×1.5cm, 챔버·센서·밸브·회로·배터리, 비접촉호버설계

길이 2cm 폭 1.5cm 장치: 챔버, 센서모음, 프로그래머블밸브, 전자회로, 소형충전배터리. 피부직접접촉대신 챔버몇mm위hover.

"전통웨어러블센서 피부물리적접촉의존 민감상황(상처치료·취약피부) 사용제한," 로저스말함. "우리장치 피부표면위작은밀폐챔버생성 이한계극복."

자동밸브 동적제어로 기준선측정·가스포착·농도변화측정

자동밸브 챔버입구개폐: 밀폐챔버주변공기간접근동적제어. 밸브열리면 가스유입/유출 기준선측정가능. 밸브급속폐쇄면 가스챔버내포착. 센서시리즈 시간가스농도변화측정.

"우리장치 프로그래머블밸브·시간역학측정접근법 통한 종실시간유출유입플럭스정량화 없으면 시스템 주위환경 자연농도변화 혼동가능," 로저스말함. "밸브항상열리면 피부무관 변화감지. 항상닫히면 자연플럭스패턴교란 환경요인미고려. 잠재위험환경작업자 피부통해유입유해종량파악도움."

블루투스 스마트폰/태블릿 실시간전송, 조기감염감지·항생제조기투여가능

블루투스 데이터 스마트폰/태블릿 직전송 실시간모니터링. 빠른결과 의료진상처관리·항생제투여 더정보기반신속결정가능.

수증기·CO2·VOC 증가 세균성장·지연치유연관, 이요소모니터링 케어제공자조기감염더확신감지가능.

"상처항생제처방 도박," 재생공학전문가 아미르말함. "감염여부판단어려움. 명백해질땐늦음, 패혈증위험. 광범위항생제처방→항생제내성문제. 상처밀착지속모니터링·최초감염징후항생제처방 명백중요관심."

당뇨병환자특히중요, 재생붕대·일시적전자붕대이어새도구

지속모니터링 모든상처중요하지만 당뇨병환자특히중요. 아미르당뇨병궤양항산화겔·재생붕대등전략개발. 2년전 로저스팀 최초일시적전자붕대 전기자극상처치유가속. 새웨어러블 또다른도구.

"당뇨병궤양 전세계비외상성하지절단 1위원인," 아미르말함. "상처닫히는듯보여도 피부장벽기능미복원가능. 우리장치 방출가스정밀측정 피부장벽기능유용정보제공."

모기유인·피부투과·경피약물전달·화장품안전성등응용확장

이혁신기술 상처치유·피부건강전례없는통찰제공뿐만아니라 모기기피제·피부크림·피부건강개선전신약물효능모니터링 발전길열수도.

CO2·VOC 모기·해충유인가스. 피부방출측정 모기유인 이해·완화도움. 새장치 피부과·환자 로션크림피부침투속도측정 피부투과성·장벽기능통찰가능. 데이터경피약물전달시스템개발·전신전달피부질환약물효과모니터·화장품개인용품안전성평가 도움.

향후 pH센서추가·화학선택성높은가스센서개발계획

노스웨스턴팀 향후장치기능개선계획: pH변화추적센서추가, 장기능장애·기타질환조기감지위해 화학선택성증가 가스센서개발.

"이특이한웨어러블플랫폼 피부건강이해새방식제공," 로저스말함. "기술단순가스측정·피부특징대응아님. 전반적건강예측·감염질환예방·기존웨어러블보완 새매개변수실시간비침습지속건강추적 개인맞춤케어미래창조."

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