보건고등연구계획국(ARPA-H)은 심부전, 심장마비, 염증 및 폐경 전 이행기와 관련된 지표를 모니터링하는 웨어러블 바이오센서를 개발하는 4개 기관에 1억 달러 이상의 보조금을 지원한다고 발표했다. 이 기관은 Delphi 프로그램을 통해 4.5년에 걸쳐 총 1억 1,740만 달러를 투입할 계획이다.
센서 개발을 위한 네 가지 경로
매사추세츠 공과대학교(MIT)는 최대 3,790만 달러의 가장 큰 보조금을 받아 심부전 지표를 지속적으로 모니터링하는 임상 수준의 웨어러블 패치를 개발한다. ARPA-H에 따르면 이 패치는 환자의 체온에서 에너지를 얻으며, 낮은 전력 소비를 목표로 설계된 온칩 인공지능을 사용한다.
캘리포니아에 본사를 둔 단백질체학 기업 Novelna는 심장마비 후 염증을 측정하는 패치를 개발하기 위해 최대 3,320만 달러를 지원받는다. 목표는 재입원을 줄이는 데 도움을 주는 것이다. 이 기기는 데이터를 전송하기 위해 인체를 활용해 배터리 수명을 연장하는 데 기여할 예정이다.
뉴욕대학교는 피부 아래에 삽입되는 미세 탐침을 통해 염증을 지속적으로 모니터링하는 패치를 개발하기 위해 최대 3,080만 달러를 지원받았다. 이 설계에는 DNA 기반 센서와 Bluetooth 및 Wi-Fi 같은 무선 주파수원에서 에너지를 수확하는 기술이 포함된다.
워싱턴대학교는 폐경 전 이행기와 관련된 변화를 추적하는 초저전력 패치를 개발하기 위해 최대 750만 달러를 지원받았다. 연구팀은 땀 속 바이오마커를 측정하기 위해 단백질을 사용하며, 센서의 국소 pH를 조절해 해당 단백질을 재생하고 재사용할 수 있도록 함으로써 더 오랜 기간 감도와 신뢰성을 유지할 가능성을 모색한다.
Delphi 프로그램이 바꾸는 것은 무엇인가?
ARPA-H는 일반적으로 하나의 응용 분야를 위해 설계되는 웨어러블 센싱 플랫폼의 한계를 넘어서는 것을 목표로 3월에 이 프로그램을 출범시켰다. 이 프로그램의 비전은 ‘chiplet’ 접근법에 기반한다. 이를 통해 개발자는 각 지표를 측정하기 위해 별도의 플랫폼을 구축하는 대신 다양한 바이오센서를 통합하고 측정해야 할 지표에 따라 교체할 수 있다.
이 접근법의 실질적인 중요성은 자금 지원에만 있는 것이 아니라, 웨어러블 의료기기에서 지속적으로 제기되는 과제인 장기간 작동, 전력 소비, 데이터 전송 및 측정 가능한 지표 범위의 확대를 해결하려는 시도에도 있다. 그러나 해당 자료는 개발 중인 프로젝트를 설명하고 있을 뿐이며, 어떤 기기도 임상 또는 상업적 사용을 위한 준비가 완료되었다는 점은 아직 입증하지 않는다.
검증 단계와 한계
ARPA-H는 첫 18개월 동안 팀들이 완전한 상호운용성을 입증하고 안전한 통신 표준을 준수할 것으로 예상한다. 24개월 후에는 체내 프로토타입을 제시하고 바이오마커 범위를 확대하기 위한 추가 센서를 확정해야 한다. 54개월까지 이 기관은 임상시험 또는 인체공학 연구를 완료하는 것을 목표로 한다.
이러한 일정은 프로젝트의 의학적 가치가 측정 정확도, 센서 안정성 및 인간 대상 사용의 안전성을 포함한 후속 시험 결과와 계속 연계된다는 것을 의미한다. 또한 발표된 보조금은 가능한 최대 금액이며, 반드시 전액이 선지급되는 자금은 아니다.