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한국재료연구원(KIMS, 이하 재료연)은 바이오·헬스재료연구본부 정호상 박사 연구팀이 서울성모병원과 함께 관절 윤활액을 이용해 골 관절염과 류마티스 관절염을 10분 내로 진단할 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

골 관절염과 류마티스 관절염은 비슷한 질병처럼 보이지만, 발병 원인과 치료법이 달라 초기 진단에서 정확히 구분하는 것이 중요하다.

현재까지는 엑스레이, MRI, 혈액검사 등이 진단에 활용돼 왔지만, 시간과 비용이 많이 드는데다 정확도에도 한계가 있었다.

연구팀은 관절 속에 있는 윤활액에 포함된 대사산물(몸속에서 일어나는 화학작용의 결과물)의 조성 차이에 주목했다.

이를 통해 두 관절염을 10분 이내로 구분하고, 류마티스 관절염의 중증도까지 진단할 수 있는 기술을 완성했다.

연구팀은 '표면증강 라만산란(SERS)' 기술을 활용했다. 표면증강 라만산란은 분자 고유의 광학신호가 수백만배 이상 증폭되는 현상을 의미한다.

연구팀은 관절 윤활액 속 미세한 분자의 신호를 증폭하고, 이를 인공지능 분석법과 수학 알고리즘으로 계산해 관절염을 유발하는 극미량의 물질을 찾아내는 데 성공했다.

또 체액이 잘 흡습되는 종이 표면에 바다 성게 모양의 금 나노 구조체를 형성해 만든 진단 센서를 활용함으로써 간단·신속한 진단이 가능하도록 했다.

연구팀이 서울성모병원과 함께 120명의 환자를 대상으로 이 기술을 활용해 검사를 실시한 결과 골 관절염과 류마티스 관절염을 94% 이상 정확도로 진단·구분할 수 있었다.

류마티스 관절염의 중증도 구분 정확도는 95% 이상을 달성했다.

연구팀은 이 기술이 상용화되면 진단뿐만 아니라 치료 경과를 확인하는 데도 도움이 될 것으로 기대한다.

연구책임자인 정호상 재료연 선임연구원은 "이번 기술은 기존 관절염 진단 기술보다 시간과 비용은 줄이고, 신속성과 정확도는 높였다"며 "향후 다양한 질병으로의 확장연구도 지속할 계획"이라고 말했다.

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