스트레스 측정이 가능한 치실

만성 스트레스는 혈압 상승 및 심혈관 질환, 면역 기능 저하, 우울증, 불안으로 이어질 수 있습니다. 안타깝게도 스트레스 측정 도구는 자가 보고식 설문지와 정신과적 평가에 의존하기 때문에 정확도가 낮거나 비용이 많이 드는 경우가 많습니다.

터프츠 대학의 한 학제간 엔지니어와 그의 팀은 특별히 고안된 치실을 이용해 스트레스 호르몬인 코르티솔을 실시간으로 쉽고 정확하게 측정할 수 있는 간단한 장치를 고안했습니다.

"터프츠 대학교 여러 학과와 협력하여 스트레스와 기타 인지 상태가 문제 해결과 학습에 어떤 영향을 미치는지 연구하면서 시작되었습니다."라고 전기 및 컴퓨터 공학과 사미르 손쿠살레 교수는 말했습니다.

"측정으로 인해 추가적인 스트레스 요인이 발생하는 것을 원치 않았기 때문에, 일상생활의 일부가 될 수 있는 감지 장치를 만들 수 있을지 생각해 보았습니다. 코르티솔은 타액에서 발견되는 스트레스 지표이기 때문에 치실 사용을 통해 매일 샘플을 채취하는 것이 자연스럽다고 생각했습니다."

타액 감지 치실은 일반적인 치실 픽과 비슷하게 생겼는데, 검지 크기 정도의 납작한 플라스틱 손잡이에서 두 갈래로 뻗어 나온 실이 특징입니다. 치실의 타액은 치실의 매우 좁은 통로를 통해 모세관 현상으로 흡수됩니다. 침은 픽 손잡이와 부착된 탭으로 빨려 들어가 코르티솔을 감지하는 전극을 따라 퍼져 나갑니다.

전극에서 코르티솔을 인식하는 것은 약 30년 전에 개발된 전기중합 분자 각인 폴리머(eMIP)라는 놀라운 기술을 통해 가능합니다. 이 기술은 손의 석고 모형을 만드는 방식과 유사합니다. 이 경우, 코르티솔과 같은 주형 분자를 중심으로 폴리머가 형성되고, 나중에 제거되어 결합 부위를 남깁니다. 이 결합 부위는 표적 분자의 물리적, 화학적 형태를 "기억"하여 유입되는 자유 분자와 결합할 수 있습니다.

eMIP 몰드는 다재다능하여, 임신 추적을 위한 에스트로겐, 당뇨병 모니터링을 위한 포도당, 암 표지자 등 타액에서 발견되는 다른 분자들을 감지하는 치실 센서를 제작할 수 있습니다. 또한, 스트레스, 심혈관 질환, 암 및 기타 질환을 더욱 정확하게 모니터링하기 위해 타액에서 여러 바이오마커를 동시에 감지할 수 있는 잠재력도 있습니다.

"eMIP 접근법은 판도를 바꿀 것입니다."라고 Sonkusale은 말했습니다. "바이오센서는 일반적으로 관심 분자를 ​​포착하는 항체나 다른 수용체를 사용하여 개발되었습니다. 마커가 발견되면 센서에 부착된 수용체 분자를 생체공학적으로 설계하는 데 많은 노력이 필요합니다. eMIP는 항체나 수용체 제작에 많은 투자를 필요로 하지 않습니다. 스트레스나 다른 질병 또는 질환에 대한 새로운 마커를 발견하면 매우 짧은 시간 안에 폴리머 캐스트만 제작하면 됩니다."

코르티솔 센서의 정확도는 시중에서 판매되거나 개발 중인 최고 성능의 센서와 유사합니다. 이 기기를 가정에 도입하여 별도의 교육 없이도 누구나 사용할 수 있게 되면 스트레스 모니터링을 의료의 여러 측면에 접목할 수 있게 될 것입니다. 현재 Sonkusale과 그의 동료들은 이 제품을 시장에 출시하기 위해 스타트업을 설립하고 있습니다.

그는 치실 센서가 정량적으로 매우 정확하지만, 타액 마커를 추적하는 방식은 질병의 초기 진단보다는 모니터링에 더 적합하다고 지적합니다. 타액 마커는 개인마다 차이가 있을 수 있기 때문입니다.

"진단을 위해서는 혈액 검사가 여전히 가장 확실한 기준이지만, 진단을 받고 약을 복용한 후, 예를 들어 심장 건강이 호전되는지 확인하기 위해 심혈관 질환을 시간 경과에 따라 추적해야 하는 경우, 센서로 모니터링하는 것이 쉽고 필요할 때 적절한 조치를 취할 수 있습니다."라고 그는 말합니다.

ACS Applied Materials and Interfaces 저널에 게재된 새로운 연구는 Sonkusale과 그의 연구팀이 수행한 여러 가지 실 기반 센서 혁신에 추가된 것으로, 옷에 삽입하여 가스, 땀의 대사산물 또는 움직임을 감지할 수 있는 센서와 유연한 전자 장치에 짜넣을 수 있는 트랜지스터 등이 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/05/250523141927.htm