(성공사례)(MSCA) 바이오센서 의학 가속화를 위한 과학 및 과학자 공급

EU 지원 ImplantSens 프로젝트는 당뇨병 관리를 개선하기 위한 혈당 모니터링을 위해 장기적인 이식형 바이오센서를 개발, 또한, 이 작업을 수행할 차세대 과학자를 교육하는 데 기여

이식형 바이오센서 장치는 다양한 생물학적 과정을 추적하여 의사와 환자에게 통찰력이 있는 풍부한 정보를 제공할 수 있음
예를 들어, 혈당을 모니터링해야 하는 당뇨병 환자의 경우 “바이오센서는 손가락 찌르기 방법보다 더 편리하면서 통증이 적고 실시간으로 혈당을 측정할 수 있다”고 독일 루르 대학교 보훔(ruhr University Bochum)의 선임과학자 Sabine Seisel은 말함
Seisel에 따르면 이러한 정보를 통해 환자는 평균 혈당 수치를 더 잘 관리할 수 있으며, 이를 통해 잠재적으로 심각한 의학적 합병증 같은 장기적인 위험을 줄이는 데에도 도움이 될 수 있음
그러나 바이오센서가 이식되면 신체는 이를 외부 침입자로 인식하고 장치를 캡슐화하는 방식으로 반응해 결국 쓸모없게 만드는 등 아직 해결해야 할 문제가 있음
ImplantSens 프로젝트는 이러한 문제를 해결하는 것을 주요 목표로 혈당 모니터링을 위한 장기 이식형 바이오센서를 개발하고자 하였음

혈당을 측정하는 데 사용되는 것과 같은 대부분의 전기화학적 바이오센서는 일단 이식되면 혈액 속의 포도당과 반응하는 효소로 덮인 전극으로 구성되며, 이는 전극의 반응을 유발하여 의사와 환자에게 판독값을 제공

그러나 면역 체계가 장치를 캡슐화해서 덮어버리면 전극은 혈액 내 포도당과 상호 작용을 할 수 없게 됨
이러한 문제를 극복하기 위해 ImplantSens 솔루션에는 전원 스위치가 추가됨, “이 기능을 사용하면 장치를 켜고 끌 수 있어 단시간에 포도당 수준을 측정할 수 있다. 이러한 버스트는 정확한 판독값을 얻을 수 있을 만큼 충분히 길지만 두 버스트 사이의 간격으로 인해 시스템이 복구될 수 있다”(Seisel)
물론 이를 위해서는 센서, 폴리머 및 효소의 신중한 조합이 필요하고, 시스템 자체는 좀 더 복잡하며 이 모든 작업들은 아직 진행 중에 있음

또한, 프로젝트는 13명의 젊은 과학자들에게 바이오센서 및 관련 분야에 대한 실무 경험과 교육을 받을 수 있는 기회를 제공

“바이오센서의 잠재력은 엄청나며, 우리 연구는 한 가지 유형의 측정에 사용되는 바이오센서 중 한 부분에만 초점을 맞추고 있다. 이 기술의 잠재력을 최대한 활용하려면 차세대 연구자에게 바이오센서 연구 방법을 가르쳐야 한다”(Seisel)
“우리는 현재와 미래의 중요한 분야에서 차세대 선도 과학자를 교육할 수 있는 최고의 기회를 제공하는 것을 목표로 삼았다”
다루는 주제 중에는 전기화학, 생전기화학, 바이오센서 기술, 효소 변형 및 생산, 생체장치 통합 및 테스트 등이 있으며, 교육에서는 혈당 모니터링을 위한 장기적으로 안정적인 이식형 바이오센서 개발이라는 도전적이고 흥미로운 주제에 특별히 중점을 둠
참여 펠로우들의 경력 전망을 향상하기 위해 교육에서는 의사소통, 대중 참여, 창의적 사고, 자기개발 및 기업가 정신과 같은 소프트 스킬도 포함
현재 전 세계 바이오센서 시장 규모는 약 260억 유로에 달하며, 향후 몇 년 동안 급속한 성장이 예산되는 만큼 유럽이 경쟁력을 유지하기 위해서는 바이오센서 기술에 대한 심도있는 경험을 가진 우수한 연구 인력이 필요
MSCA 프로그램의 지원을 받은 ImplantSens 프로젝트는 동 목표를 달성, 프로젝트 펠로우들은 대부분 생체전기화학 분야 박사학위를 취득하고 현재 대학이나 관련 기업에서 선임 과학자로 활동하고 있음