한국연구재단은 KAIST 최경철 교수와 분당서울대병원 박경찬 교수 공동 연구팀이 얇고 유연한 광 치료용 '프리폼(Freeform·자유자재 형태) OLED'를 개발했다고 밝혔다.

광 치료는 빛을 이용해 체내 생화학 반응을 촉진하는 치료법으로 발광다이오드(LED) 마스크, 레이저 기기 등이 대표적이다.

최근 상처 치유, 주름 개선 등 피부재생 분야에서 LED 마스크 기술이 주목을 받고 있지만 빛을 균일하게 쏘기 어렵고 딱딱한 형태여서 피부에 밀착할 수 없다는 한계가 있다.

연구팀은 얇고 유연하며 균일하게 빛을 내는 특성을 갖는 OLED를 이용해 피부뿐만 아니라 옷감, 종이 등에 자유자재로 부착할 수 있는 프리폼 OLED를 제작했다.

프리폼(Free-form) 유기발광다이오드(OLED)는 특정 소재와 형태에 제한없이 만들 수 있는 OLED로 백라이트 없이 빛을 내는 자발광 특성으로 얇고 유연한 디스플레이로 제작할 수 있다.

연구팀은 프리폼 OLED가 4.8마이크로미터 박막 2개 층 사이에 0.4마이크로미터 두께 OLED를 넣은 샌드위치 구조로 전체 두께가 10마이크로미터이기 때문에 옷감이나 종이 등 다양한 소재의 표면에 붙일 수 있다고 설명했다.

연구팀은 나아가 프리폼 OLED의 피부재생 효과 실험도 진행했는데 실험쥐의 각질형성세포(상처 치유에 중요한 역할을 하는 피부 표피세포)를 제거한 뒤 10분 동안 빛을 쪼여준 결과 8일 후 각질형성세포가 21% 재생된 것으로 나타났다.

또 사람의 표피와 내피를 구성하는 세포로 만든 인공피부 모델에 프리폼 OLED를 붙이고 10∼20분 동안 빛을 쪼여준 결과 광 치료를 하지 않은 대조군보다 표피가 30% 이상 두꺼워지며 피부가 재생되는 것을 확인했다.

연구팀은 프리폼 OLED가 1,000번의 반복적인 접힘에도 정상적으로 작동했으며 물세탁 후에도 1,000시간 넘게 유지됐다고 밝혔다. 

한국연구재단은 "광치료 응용 분야는 매우 다양하다"며 "피부미용, 탈모방지와 같이 세포를 활성화 하는 기능, 치매, 불면증, 우울증 등에도 활용 가능하다. 후속 연구를 통해 기술이전 및 상용화 시킬 수 있도록 연구를 진행할 예정"이라고 밝혔다.

최경철 교수는 “피부미용을 위한 마스크팩, 상처 치유용 패치뿐 아니라 옷이나 모자 등에 부착하는 광 치료용 웨어러블 기기로 활용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

해당 연구결과는는 국제학술지 ‘빛:과학과 응용'(Light: Science & Applications)’에 게재됐다.