치실은 가는 실을 이용해 치아와 치아 사이를 청소하는 도구로, 양치질을 하는 데 치실을 사용하는 사람도 있을 것이다. 새롭게 미국 터프츠대 연구팀이 '치아를 깨끗하게 하는 동시에 스트레스를 측정할 수 있는 치실'을 개발했다.
사람은 일상생활 속에서 다양한 스트레스를 느끼지만, 만성적이고 장기적인 스트레스는 혈압 상승이나 심혈관 질환, 면역력 저하, 우울증, 불안장애 등 다양한 건강 문제를 일으키는데, 스트레스를 모니터링하기 위해 사용되는 도구의 대부분은, 환자의 자기 신고에 근거한 질문표나 정신의학적 평가에 의지하고 있으며, 이것들은 부정확하거나 고가인 등의 문제가 있다.
이에 터프츠대 연구팀은, 특별히 설계된 치실을 사용해, 담액에 포함된 스트레스 호르몬인 코르티솔을 측정하는 쉽고 정확한 장치를 고안했다.
터프츠대 연구팀은, "측정이 추가 스트레스 요인이 되는 것을 피하고 싶었기 때문에, 일상의 루틴의 일부가 되는 센서 디바이스를 만들 수 없을까 생각했습니다. 코르티솔은 액체 속에 존재하는 스트레스 마커이기 때문에, 치실은 매일 샘플 채취에 자연스러운 선택지라고 생각했습니다'라고 말한다.
연구팀이 개발한 액센서 부착 치실이 아래. 겉보기에는 일반적인 치실과 크게 다르지 않고, 검지 손가락 정도의 평평한 플라스틱 핸들에서 2개의 돌기가 나와있고, 그 사이에 치실용 실이 있다. 즉 액은 치실 내의 매우 가는 채널을 통해 모세관 현상으로 빨아올려져, 핸들 부분과 부속 탭에 도달하여 코르티솔을 검출하는 전극으로 확산되는 구조. 스트레스 측정 결과는 치실에서 스마트폰 앱으로 전송된다는 것.
다액 센서가 있는 치실의 열쇠가 되고 있는 것이, 전해 분자 임프린트 폴리머(eMIP)라고 불리는 코르티솔을 검출하기 위한 재료. eMIP는 주형이 되는 분자(이번 경우는 코르티솔) 주위에 폴리머를 형성하여, 주형 분자가 제거된 후 결합용 공간(결합 부위)이 남는다. 결합 부위는 표적이 되는 분자의 물리적·화학적 형상을 기억하고 있기 때문에, 자유롭게 이동하고 있는 분자와 결합할 수 있다는 것.
eMIP는 바이오센서 개발에 필요한 인력과 비용을 대폭 절감할 수 있는데다, 이번 연구실에서 진행된 테스트에서는 다른 전류센서와 동등한 높은 정확도를 가지고 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은, 「eMIP 어프로치는 획기적인 것입니다」, 「eMIP는 항체나 수용체의 제조에 고액의 투자를 필요로 하지 않습니다. 스트레스나 기타 질병, 혹은 상태의 새로운 마커를 발견했을 경우, 매우 단기간에 폴리머 캐스트를 작성할 수 있습니다」라고 코멘트.
eMIP는 범용성이 높기 때문에, 코르티솔에 한정되지 않은 액 속에 존재하는 기타 분자를 측정하는 것도 가능한데, 예를 들어 임신 가능성이 높은지를 판단하는 데 도움이 되는 호르몬인 에스트로겐이나 당뇨병 위험을 추적하기 위한 포도당, 혹은 암 종양과 관련된 바이오마커 등을 추적하는 치실을 개발할 수 있다는 것.
다만 액에 포함된 바이오마커에는 개인차가 있기 때문에, 치실을 이용한 바이오마커의 측정은 질병의 초기 진단이 아니라, 모니터링에 최적이라고 연구팀은 생각하고 있다. 연구팀은, "혈액은 여전히 진단의 금본위제입니다. 그러나 일단 진단을 받고 투약한 뒤, 예를 들어 심장혈관 상태를 장기간 추적해 개선 여부를 확인해야 하는 등의 경우, 센서를 통한 모니터링이 더 쉽고 필요에 따라 적시에 개입할 수 있게 해준다"고 말하고 있다.
또한 연구팀은, 이번에 개발한 치실을 시장에 투입하기 위한 신생기업을 설립했다고 한다.