서경대학교는 산업 발전 및 기업과의 상생, 새로운 미래가치 창출을 위해 정부와 지자체, 국책 연구기관, 기업 등과 130여 건의 업무협약을 체결하고 다양한 정책사업 유치 및 공동연구 기술개발, 전문 인재 양성 사업 등을 수행하고 있다.
이를 통해 서경대는 산학협력 중심의 내실 있는 실용교육으로 대학의 경쟁력을 높이고 취업 및 창업 분야에서도 괄목할 만한 성과를 내고 있는다는 평가를 받고 있다. 그리고 이같은 산학협력활동의 중심에는 우수한 교육력과 연구력을 가진 교원 및 연구자가 있다.
서경대학교는 향후 산학협력 활동을 더욱 확산, 고도화하기 위해 산학협력 활동에 두각을 나타내고 있는 우수 교원을 발굴, 소개하는 ‘서경대학교 산학협력활동 우수 교원’ 기획시리즈를 마련했다. 기획시리즈 두 번째 순서로 나노화학생명공학과 서성철 교수의 활동과 성과를 소개한다.
서경대학교(총장 김범준)는 나노화학생명공학과의 서성철 교수(사진)가 환경부 산하 한국환경산업기술원과 질병관리청 소속 국립보건연구원 등 정부 및 공공기관의 주요 국가연구개발사업(R&D)의 연구과제를 수행하고 있다고 밝혔다.
서성철 교수는 2022년 3월 본교에 임용되어 환경보건 관련 강의 및 연구를 해오고 있으며 현재 서경대학교 The환경보건/안전연구소 소장을 맡아 활동하고 있다. 서경대학교 The환경보건/안전연구소는 환경유해인자 노출에 따른 건강영향 평가 및 환경성 질환 예방을 위한 정책적 연구와 모니터링 시스템 개발을 목적으로 설립돼 운영되고 있다.
서성철 교수가 이끌고 있는 서경대학교 The환경보건/안전연구소는 환경부 산하 한국환경산업기술원의 환경기술개발사업 연구과제 2건(‘실내공기 생물학적 유해인자 환경감시·대응 플랫폼 기술개발’, ‘착용기기(wearable device) 기반 환경보건 건강영향 모니터링 기술개발’과 질병관리청 소속 국립보건연구원의 용역과제 1건(‘미세먼지 노출에 따른 아토피피부염 악화 예방을 위한 중재연구’)을 수행하고 있다. 아래에 연구과제 3건을 간략히 소개한다.
환경부 산하 한국환경산업기술원의 환경기술개발사업 중 ‘실내공기 생물학적 유해인자 환경감시·대응 플랫폼 기술개발’ 연구(2021. 04. 01.~2025. 12. 31.)는 다중이용시설 내 생물학적 유해인자의 취약지점 선정기준 및 모니터링 방안 구축을 통해 환경 감시 및 대응 시나리오를 마련하는 것을 목적으로 한다. 이를 바탕으로 지자체 규모의 Living lab을 구축하고 생물학적 유해인자 감시‧대응 플랫폼의 운영을 통해 안정성을 검증하여 기술의 완성도를 높이고자 한다.
생물학적 유해인자의 신속하고 효과적인 감지와 이상 현상에 대한 적극적인 대응 기술이 접목된 높은 사용자 편의성 기반 감시 시스템을 개발하기 위해 지자체-산학연 간 컨소시엄을 구성했다. 공기 중 미생물 연구의 전문성을 갖춘 본 연구소는 부유미생물 관련 포집・분석 기술 전문연구소인 ㈜EHS기술연구소, 한국파스퇴르연구소, 감시망 플랫폼 설계 및 운영 전문기관인 ㈜선도소프트, 한국철도기술연구원, 대응방법 개발을 위한 방역 전문기업인 ㈜세스코 등과 플랫폼 구축 및 운영을 위해 상호 협력하고 있다.
지난 2022년에는 부천시와의 업무협약(MOU)을 통해 생활 현장에서 시민, 지자체, 연구자가 사회환경보건 문제를 함께 파악하고 해결책을 모색하는 기회의 장을 마련하였다. 향후 이와 같은 지자체의 참여를 증대시켜 우리 기술의 완성도를 높이고 동시에 안정된 실내공기 생물학적 유해인자의 감시·대응 시스템에 대한 공공의 활용성을 높일 계획이다.
본 모니터링 시스템은 생물학적 유해인자 실시간 측정기기를 통하여 측정된 총부유세균과 곰팡이의 데이터를 본 연구소 내에서 원격으로 확인하여 즉각적이고 효과적인 감시·대응으로 이어질 수 있도록 개발되었다. 이를 바탕으로 더욱 빠르고 간편하게 생물학적 유해인자를 검출하고 관리할 수 있는 지표를 개발하여 효과적이고 적절한 예방관리가 가능한 플랫폼을 제공함으로써 국민환경 복지향상 실현에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
환경부 산하 한국환경산업기술원의 환경보건 디지털 조사 기반 구축 기술개발사업의 ‘착용기기(Wearable device) 기반 환경보건 건강영향 모니터링 기술개발’ 연구(2021. 04. 01.~2024. 12. 31.)는 웨어러블 스마트헬스케어 기기와 개인맞춤형 건강영향 모니터링 관리 플랫폼 개발을 통해 환경보건 분야의 빅데이터를 활용한 다양한 환경유해인자와 환경성질환 간의 상관성 분석 및 환경유해인자 노출에 따른 건강영향 예방·관리 기술 개발을 목적으로 한다.
본 연구소는 한국과학기술연구원(KIST), 아주대학교, ㈜엔씨엘, ㈜켐아이넷과 패치 형태의 착용형 생체신호 수집기기와 맞춤형 건강영향 모니터링 관리 플랫폼을 개발하고, ㈜웨이센, UT Dallas와 함께 빅데이터를 활용한 다수의 환경 유해인자와 환경성질환 간 상관성을 규명하는 등 국내 유수 학계 및 산업계 기관들과 협업하여 건강영향 예방·관리 기술을 개발하고 있다.
2022년, 지역사회 환경 건강영향 예방·관리 및 환경성질환에 대한 모니터링을 위해 강원권역 환경보건센터 및 울산광역시 환경보건센터와 MOU를 체결하였고, 2023년에는 한국과학기술연구원(KIST)과 공동으로 호주 뉴사우스웨일스대학교(University of New South Wales)와 환경 유해인자 관련 건강영향 모니터링 기술개발을 위한 국제 공동연구 MOU를 체결하였다. 2024년에는 미국 RTI 등 해외 유수 대학 및 연구기관과의 협력을 본격화하여 기술을 고도화하고 영미・유럽 등 해외시장에서 우리 기술의 우수성과 활용 가능성을 알려 글로벌 기술 개발을 선도해 나갈 계획이다.
본 연구진이 개발한 ‘착용형 폐소리 수집기기(Lung sound patch, LSP)’와 ‘착용형 피부수분도 측정기기(Skin hydration sensor)’는 GPS 정보 기반의 웨어러블 기기와 모니터링 플랫폼을 통해 시공간의 제약없이 환자의 실시간 환경 및 임상정보 모니터링이 가능하여 기존에 병원 및 의료진 중심으로 제한되었던 전통적 질환 관리법의 한계를 개선하였고 기기의 고성능화・초소형화・저가화를 실현하여 기존 상용기기에 비해 사용자 접근성을 향상시켰다.
본 기기의 신뢰도 평가 및 고도화 작업을 위해 고려대학교 구로병원과 협업하여 천식 및 아토피피부염 환자 중심의 리빙랩을 구축・운영하고 있다. 또한 헬스케어 기기로서의 오류 최소화, 고도의 품질 보증체계 확립, 품질 변화의 방지 등을 위해 의료기기 제조 및 품질관리 시설을 갖추고 GMP 심사를 준비하고 있으며, 착용형 폐소리 수집기기의 KFDA 의료기기 인증획득을 앞두고 있다.
본 기기와 모니터링 시스템은 국민환경보건기초조사(환경부, 국립환경과학원), 국민건강영양조사(질병관리청) 등 정부의 환경보건 관련 조사사업에 활용될 수 있다. 특히, 석탄화력발전소, 석회광산, 산업단지 등 환경보건 취약지역의 주민건강 영향평가와 가습기살균제 피해자 건강추적조사 등 장시간 증상 모니터링을 요하는 환경유해인자 노출 건강영향평가의 과학적 근거를 마련하는 데에 활용될 것으로 기대된다. 향후, 의료기관 및 환경성질환, 만성질환 환자 대상 의료기기 및 뷰티케어 분야(피부수분도 측정기기) 일반제품 개발로의 확대 또한 이루어질 전망이다.
본 연구는 환경성질환 예방・관리에 있어 최신 ICT 기술과 빅데이터를 활용하여 질병 예방, 조기 발견, 맞춤형 치료 및 장・단기 관리에 있어 새로운 기준을 제시하며, 이는 다른 만성질환의 관리에도 적용될 수 있는 혁신적인 모델로서, 건강 관리와 의료 서비스의 전반적 질을 향상시킬 수 있는 잠재력을 지닌 것으로 평가할 수 있다.
2024년에는 질병관리청 국립보건연구원의 ‘미세먼지 노출에 따른 아토피피부염 악화 예방을 위한 중재연구’(2024. 04. 01.~2026. 12. 31.)를 수주하였고 해당 사업은 개인측정장치를 활용한 미세먼지 노출정도 평가와 피부 상태 모니터링 자료를 바탕으로 아토피피부염 환자의 미세먼지 장·단기 건강피해 및 질병악화 저감을 위한 예방중재 효과를 검증하고, 실생활 및 임상현장에 적용 가능한 미세먼지 대응 아토피피부염 증상악화 예방 가이드를 마련하는 것을 목표로 한다.
삼성서울병원, 인제대학교 의과대학 상계백병원과의 협업으로 아토피피부염 환자 개인 활동별 미세먼지 노출량 측정 및 피부 수분 모니터링을 통한 임상정보 수집체계를 구축하고, 개인별 실제 미세먼지 장단기 노출평가를 바탕으로 아토피피부염 증상 악화와의 연관성을 분석한다. 이를 통해 아토피피부염 환자들의 생애주기별(영아, 소아, 청소년 및 성인) 미세먼지 노출 위험 수준을 산정하여 미세먼지 회피와 증상관리를 위한 효과적인 중재방안을 제시 및 검증하고자 한다.
본 연구진이 개발한 ‘착용형 피부수분도 측정기((Skin hydration sensor)’를 활용하여 실시간 피부 수분 함유량 및 경피수분손실의 미세한 변화까지 측정함으로써 미세먼지 노출에 따른 아토피피부염 증상 변화의 객관적 근거를 마련하고, 머신러닝을 통해 산정된 개인별 위해수준과 증상악화 예측 결과를 활용하여 미세먼지 노출 취약군을 조기에 선별, 관리할 수 있는 기반을 제공하고자 한다. 이는 아토피피부염 환자들의 병원방문, 의료비 지출 등 사회경제적 손실을 줄이는 데에 기여할 것으로 기대된다.
본 연구는 생체신호 정보와 환경 유해인자 모니터링 정보의 매칭을 통해 환경성질환의 원인 규명 및 건강 변화를 평가・예방할 수 있는 기술로, 기존의 질병관리청에서 운영하고 있는 코호트연구의 추적관찰 조사에 적용되는 등 다양한 보건・환경 연구에 활용될 수 있으며, 나아가 미세먼지의 환경기준 설정과 저감 정책 등 정책개발의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
서성철 서경대 The환경보건/안전연구소장은 “건강한 미래 환경보건을 위한 혁신적 환경 유해인자 건강영향 모니터링 기술 개발이 서경대학교 The환경보건/안전연구소의 앞으로의 목표”라며 “이를 실현하기 위해 연구진은 모든 역량을 동원해 최선을 다할 것이며 지속적으로 연구성과를 일궈낼 것”이라고 밝혔다.
