POCT 구현을 지원하는 기술은 무엇일까요? 종이 기반 미세유체 장치(μPAD)를 통해 새로운 접근 방식을 제시합니다.

POCT가 필요한 이유와 진단 속도가 중요한 이유

의료 현장에서 진단 속도는 치료 결정에 상당한 영향을 미칩니다. 검사 결과를 신속하게 얻을 수 있다면 치료를 더 빨리 시작하고 더욱 정확하게 진행할 수 있습니다. 특히 응급의학과 감염병 대응 분야에서는 몇 분에서 몇 시간의 차이가 환자의 예후에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

이러한 이유로 환자 가까이에서 진단을 완료할 수 있는 현장 진단 검사(POCT)가 최근 몇 년 동안 점점 더 주목받고 있습니다. 기존 검사는 일반적으로 검체를 실험실로 운송하여 특수 장비를 사용하여 분석해야 하지만, POCT는 이러한 과정을 근본적으로 바꾸고 있습니다.

POCT는 의료 서비스 접근성이 제한적인 지역뿐만 아니라 의료 인프라가 부족한 재난 상황 및 대피소에서도 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

POCT란 무엇인가요? 현장에서 진단을 가능하게 하는 기술입니다.

POCT는 진료실, 병상, 가정, 재난 현장 등 기존 실험실 환경과 다른 환경에서 신속한 진단을 가능하게 하는 기술입니다. 주요 특징은 다음과 같습니다.

• 속도: 검체 채취부터 결과 도출까지 걸리는 시간이 짧아 의사가 신속하게 진단 및 치료 계획을 세울 수 있습니다. 이는 특히 급성 질환 및 감염성 질환에 유용합니다.
• 환자 부담 감소: 환자 이동 없이 검사를 진행할 수 있어 노인, 중환자 및 어린이 환자에게 더욱 편리합니다.
• 유연성: POCT는 의료 인프라가 제한적인 외딴 지역이나 재난 상황에서도 사용할 수 있습니다.
• 디지털 전환 통합: 스마트 기기와의 연동을 통해 검사 결과를 디지털 데이터로 쉽게 공유하고 관리할 수 있습니다.

코로나19 팬데믹은 신속 진단의 중요성을 더욱 부각시켰고, 현장진단검사(POCT)에 대한 기대를 높였습니다.

종이 기반 미세유체 장치(μPAD)란 무엇인가? 종이 기반 미세유체 장치의 구조 및 특징

POCT(현장진단)를 가능하게 하는 도구로서 주목받고 있는 기술 중 하나는 μPAD(미세유체 종이 기반 분석 장치)입니다. μPAD는 종이를 기본 재료로 사용하는 분석 장치로, 종이 기반 미세유체 장치 범주에 속합니다.

종이 섬유에는 수많은 미세한 구멍이 있으며, μPAD는 액체가 이러한 구멍을 통해 자연스럽게 이동하는 현상을 이용합니다. 모세관 현상을 활용함으로써 펌프와 같은 외부 전원 없이도 액체를 제어할 수 있습니다.

μPAD의 주요 특징은 다음과 같습니다.

• 저렴하고 가벼우며 일회용: 종이 소재를 사용한 간단한 구조로 일회용 용도에 적합한 비용 효율적인 설계가 가능합니다.
• 인쇄 방식 제조: 잉크젯 프린팅이나 열전사 기술을 사용하여 유체 패턴을 형성할 수 있어 기존의 미세유체 칩에 비해 제조 공정이 간소화됩니다.
• 전원 불필요: 액체의 움직임은 모세관 현상에 의존하므로 전원 공급 장치나 배터리가 필요하지 않습니다.
• 디지털 진단과의 호환성: 반응 결과는 스마트폰 카메라로 촬영할 수 있으며, 전용 애플리케이션을 통해 정량적으로 분석할 수 있습니다.

종이의 특성을 활용하면서 미세유체 장치에 필요한 유로 형성 및 반응 제어를 가능하게 하는 μPAD는 분석 장치 설계에 대한 독특한 접근 방식을 제공합니다.

μPAD의 응용 분야: 의료, 환경 및 식품 분야로 확대

μPAD의 응용 범위는 의료 진단을 넘어 다양한 분야로 확장됩니다. 종이 기판의 단순성과 유로 설계의 유연성 덕분에 μPAD는 다음과 같은 분야에서 활용될 가능성이 검토되고 있습니다.

• 의료 분야: 당뇨병 관련 분석, 감염성 질환 진단, 소변 검사 및 약물 검사
• 환경 분석: 수질 검사, 중금속 검출 및 농약 잔류물 분석
• 식품 및 농업: 가축 분야에서의 품질 평가, 식품 성분 분석 및 임신 진단
• 교육 및 연구: 학생들의 실험 및 현장 학습에 적합한 교육 자료

종이 기반 장치는 다루기 쉽고 특수 장비 없이 사용할 수 있기 때문에 μPAD는 분석 테스트를 수행할 수 있는 환경의 범위를 넓혀줍니다.

μPAD가 개발 프로세스를 어떻게 변화시키고 있는가

기존의 미세유체 칩은 금형 제작 및 포토리소그래피와 같은 반도체 공정을 필요로 하는 경우가 많습니다. 반면, μPAD는 인쇄 기술을 활용하여 비교적 쉽게 패턴을 형성할 수 있습니다.

결과적으로 시제품 제작부터 설계 수정까지의 개발 주기를 단축할 수 있습니다. 또한 μPAD는 시료를 장치에 떨어뜨리는 것만으로 결과를 얻을 수 있으므로 복잡한 조작이나 전문적인 지식이 필요하지 않습니다.

더 나아가 스마트 기기와의 연동을 통해 이미지 분석을 통한 정량적 측정과 효율적인 데이터 관리가 가능해집니다. 이러한 단순성과 높은 기능성의 균형은 μPAD의 활용 가능성을 의료 전문가뿐 아니라 환자 스스로 사용할 수 있는 자가 관리 기기로서까지 확장시켜 줍니다.

μPAD 기술의 미래 전망

단순한 구조, 손쉬운 조작, 저렴한 비용 덕분에 μPAD는 의학, 환경 분석, 식품, 교육 등 다양한 분야에서 응용 가능성을 탐색받고 있습니다. 종이 기판과 미세유체 기술을 결합한 μPAD는 POCT(현장진단) 기기 개발을 위한 새로운 접근 방식으로 기대를 모으고 있습니다.

덱세리알스는 μPAD에 대한 연구 개발을 적극적으로 진행하고 있습니다.
본 문서의 정보는 작성 시점을 기준으로 작성되었습니다. μPAD의 사양 및 출시 일정은 향후 변경될 수 있습니다. 최신 정보는 덱세리알(Dexerials)의 공식 발표를 참조하십시오.