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한국전자통신연구원(ETRI)이 동맥경화, 고지혈증, 심장마비 등 심혈관 질환의 발생 가능성을 15분 내 측정할 수 있는 기술을 개발했다. 심혈관 질환의 조기 예측용 의료기기의 국산화와 소형화로 보건소, 중소 병원, 요양병원 등에 널리 활용될 전망이다.

ETRI 연구진이 개발한 바이오마커 자동 분석 기술은 심혈관 질환 시 해당 단백질의 농도가 높아지는 마커 5종을 측정하는 기술로 ▲신호 증폭 기술, ▲고밀도 항체 고정화 기술, ▲회전 운동 기반 자동화 기술이 적용됐다. 

바이오마커란 체내 이상 징후를 알아낼 수 있는 물질로 DNA, 단백질 등 지표를 말한다. 

심근경색증, 협심증과 같은 심혈관계 질환은 고지혈증이나 동맥경화의 단계를 거쳐 발생하는데 혈액 내 약 30 여가지 마커 중 심혈관 질환발병시 증가한다고 알려진 CRP, D-dimer 등 5종 마커를 분석해 예측한다. 

연구진은 마커를 감지하는 기술적 원리로 바이오칩 표면에 고정된 고밀도 항체가 시료(혈장) 내 바이오마커를 잡아 특정 파장의 빛으로 바이오마커를 인지, 검출하는 방식을 들었다.  본 분석기술의 핵심인 신호 증폭 기술은 바이오마커의 검출 신뢰성을 높이기 위한 기술이다.  항체가 항원에 반응하면 광신호를 내는데 더 관찰하기 쉽게 신호를 키워주는 기술이다. 

고밀도 항체 고정화 기술은 쉽게 관찰하지 못하는 낮은 농도의 단백질 검출도 가능케 해준다. 

연구진은 자동 분석 시스템 내 혈액 검사 전처리를 위한 원심분리 기능도 함께 구성했다. 연구진의 모듈을 활용하면 3분 이내에 1mL의 혈액 전처리를 완료해 쉽고 빠르게 바이오마커 측정이 가능하다. 

회전 운동 기반 자동화 기술을 바탕으로 시료 및 여러 모듈의 이동거리를 최소화해 측정 시간을 단축시킬 수 있었다는 게 연구진의 설명이다.

또한, 본 기술을 통해 외부적 요인으로 인한 편차 및 오류를 최소화할 수 있었다. 동일 샘플 연속 측정 시 측정값의 편차를 뜻하는 재현성(CV)은 3.4%로 측정되었으며 세계 최고 수준에 근접한 결과이다.

충남대학교병원 건강검진센터장 정진규 교수는 “ETRI가 개발한 기술은 간편하게 심혈관 질환자를 선별하고 예비 심혈관 질환자까지 예측할 수 있어 심혈관 질환 관리에 유용할 뿐만 아니라, 만성질환 진단, 비만관리 등 다양한 의료현장에 활용되어 의료서비스의 질을 높일 수 있을 것으로 기대된다.”고 밝혔다. 

연구진은 기술 상용화를 위해 바이오센서, 의료진단기기 업체 등에 기술이전을 추진 중이며 상용화는 과제 종료 후 3년 내 가능할 것으로 보고 있다.