[바이오타임즈] 국제당뇨병연맹(IDF)에 의하면 2021년 기준 전 세계 성인 당뇨병 환자 수는 5억 3,700만 명에 달한다. IDF는 해당 수치가 계속 증가해 2030년에는 6억 4,300만 명, 2045년에는 7억 8,300만 명까지 늘어날 것으로 예측했다. 

질병관리청에 따르면 국내에는 약 600만 명이 당뇨병을 앓고 있으며 2021년 기준 전체 성인 인구 중 당뇨 환자 비율은 13.6%로 나타났다. 당뇨병 치료에 사용된 진료비는 2018년 2조 4,742억 원에서 2022년 3조 4,169억 원으로 38.1% 증가했다. 

당뇨병 환자 수가 급증하자 지속적인 혈당 모니터링의 중요성도 부각되고 있다. 당뇨 환자에게 혈당 측정은 평생 숙제다. 이들은 일상 속에서 스스로 당뇨병을 관리하고 정기적으로 혈당을 측정해야 한다. 

현재까지 혈당을 측정하는 방법으로는 손가락 채혈을 하거나 미세한 바늘이 포함된 패치를 피부에 붙이는 방식이 주로 사용됐다. 채혈식 혈당 측정기는 정확하지만, 바늘로 찌르는 고통 때문에 많은 환자가 꺼리는 방식이다. 최소침습형 연속형 혈당측정기는 바늘로 찌르는 고통은 없지만, 바늘을 항상 몸 속에 삽입하고 있어야 하는 불편함이 있다. 

디지털 헬스케어 기업 에이치엠이스퀘어는 매일 여러 차례 혈당을 측정해야 하는 당뇨 환자들이 고통과 불편함을 수반하지 않고 혈당을 특정할 수 있는 새로운 방법을 제시한다. 현재 바늘이나 채혈 과정 없이 정확한 혈당 측정이 가능한 ‘휴대용 비침습 혈당 측정기’를 개발 중이다. 

강윤호 대표로부터 자세한 이야기를 들어봤다. 

◇광음향 효과 활용해 혈당 측정∙∙∙스마트폰 앱으로 실시간 확인 가능 

강윤호 대표는 서울대에서 물리학 박사를 취득한 후 지난 30년 동안 반도체와 관련된 측정과 소자 개발 업무를 전문적으로 수행해왔다. 이후 기술 개발부터 제품 개발∙판매에 이르기까지 전 과정을 직접 경험해보기 위해 창업을 결심하고 2020년 에이치엠이스퀘어를 설립했다. 

현재 에이치엠이스퀘어에는 다양한 분야의 팀원들이 함께하고 있다. 측정팀과 인공지능(AI)팀으로 구성된 ‘기술개발팀’은 생체신호 측정 기술을 고도화하고 측정된 생체신호의 신뢰도를 높이는 업무를 맡고 있다. 또 실제 제품의 설계∙제작을 맡은 ‘제품팀’과 품질 관리 및 인허가, 임상시험을 담당하는 ‘임상팀’이 있다. 최근에는 보유하고 있는 기술에 관한 특허를 확보∙관리하는 ‘지식재산(IP)팀’을 조직하고 있다. 이외에도 마케팅과 경영 지원을 담당하는 직원들이 함께하고 있다. 

에이치엠이스퀘어가 개발한 휴대용 비침습 혈당 측정기 ‘글루코사운드’(Gluco SOUND)는 MEMS 센서 기술 기반의 광음향 기술을 이용해 바늘이나 채혈 없어도 혈당을 측정할 수 있다. 이용자가 팔 전완부에 제품의 센서 부위를 대고 버튼을 누르면 혈당이 측정된다. 측정된 데이터는 스마트폰 앱과 연동돼 실시간 기록∙확인이 가능하다. 

에이치엠이스퀘어의 핵심 보유 기술은 광음향 기술, MEMS 센서 기술, 머신러닝이다. 글루코사운드는 빛을 흡수한 물질이 열팽창을 통해 소리 파동을 만들어내는 ‘광음향 효과’를 활용하는 방식이다. 글루코사운드에 내장된 레이저는 다양한 색깔로 피부를 비춰 초음파를 발생시킨다. 측정기 내부의 특수한 센서는 높은 정확도와 신뢰도로 이를 측정하게 된다. 측정한 데이터는 에이치엠이스퀘어 고유의 신호 처리 기술과 AI 기술로 혈당값으로 변환된다. 

에이치엠이스퀘어는 동물 실험과 예비 인체 적용 평가를 통해 연속혈당측정기(CGM)와 동일한 수준의 측정 정확도를 확보하는 개념검증(PoC)를 완료했다. 현재 글루코사운드 제품 개발은 완료됐으며, 의료기기로 판매하기 위해 국내 임상시험을 앞두고 있다. 

강윤호 대표는 “당 측정기의 정확도를 나타내는 지표(MARD)는 작을수록 정확하다”며 “CGM의 MARD는 8~9%”라고 전했다. 이어 “경쟁사의 비침습 혈당측정기 MARD는 12~16% 정도지만 글루코사운드의 MARD는 7% 정도”라며 “글루코사운드가 높은 기술 정확도를 보유하고 있다는 것을 보여준다”고 밝혔다. 

◇생체신호 측정하는 종합 시스템 개발 목표

에이치엠이스퀘어는 2021년 미래 유망 창업기업을 발굴하고 육성하는 팁스(TIPS) 프로그램에 선정됐다. 2년의 사업기간에 연구∙개발(R&D) 자금 지원을 통해 측정 기술을 고도화하고 현재 제품의 시초가 된 시제품들을 구현했다. 또 글로벌 진출 지원을 통해 미국에 현지 법인을 설립하고 미국 진출에 필요한 다양한 현지 정보들을 획득했다. 

강 대표는 “혈당 측정기의 정확도를 높이기 위해서는 사람에게서 측정 가능한 모든 혈당 수치가 포함된 많은 양의 데이터가 필요하다”며 “초반에는 충분한 양의 데이터, 특히 200mg/dL 이상의 고혈당 데이터를 얻는 것에 어려움을 겪었다”고 전했다. 

에이치엠이스퀘어는 2023년 대전테크노파크가 주관한 ‘공공 테스트베드 사업’을 통해 해당 문제를 해결할 수 있었다. 대전시의 협조를 받아 진행된 실증 테스트로 일반인 대상 혈당 데이터 수집 프로세스를 확립하고 유성구 보건소와의 협력으로 고혈당 수치를 보이는 사람들의 데이터를 확보했다. 이를 통해 고혈당 및 당뇨 환자에 대한 이해도를 높이고 제품 개발에 반영했다. 해당 경험을 바탕으로 현재는 연구실에서 실증팀을 운영하며 데이터 수집 작업을 지속하고 있다. 

에이치엠이스퀘어는 국내에서 진행하는 1차 임상시험에 통과하면 제품 상용화 시점과 해외 시장 진출에 대해 구체적으로 논의할 예정이다. 내년 하반기에는 시리즈 A 투자 유치를 계획하고 있다. 앞서 에이치엠이스퀘어는 2020년 창업 이후 포항공대기술지주로부터 시드 투자를 유치했다. 2023년에는 LB인베트먼트와 KB인베스트먼트로부터 45억 원 규모의 프리 시리즈A 투자를 받았다. 

궁극적으로는 비침습 혈당측정기를 시작으로 건강 상태 측정 지표로 활용되는 생체신호들을 측정하는 시스템을 개발해 사람들이 간편하고 효율적으로 건강 상태를 파악하고 질병을 예방할 수 있도록 하는 것을 목표로 삼고 있다. 

강 대표는 “사람들이 자신의 건강 데이터를 더 잘 이해하고 관리하려는 욕구가 증가하고 있는 만큼, 혈당 측정기의 편의성과 효율성은 점점 중요해질 것”이라며 “글루코사운드는 휴대와 보관이 용이하고, 쉬운 사용법으로 언제 어디서든 누구나 간편하게 혈당을 측정할 수 있다는 장점이 있다”고 말했다. 

[바이오타임즈=신서경 기자] ssk@biotimes.co.kr

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