국내 연구진이 모자처럼 자연스럽게 착용할 수 있는 OLED(유기발광다이오드) 기반 웨어러블 광치료 기기를 개발했다. 연구진은 탈모 모낭 세포 노화가 약 92% 수준 억제되는 결과를 확인했다.

최경철 KAIST(카이스트) 전기및전자공학부 교수 연구팀은 지난 1일 윤 치 홍콩과학기술대 교수팀과 공동 연구를 통해 직물처럼 유연한 모자 형태에 특수 OLED 광원을 탑재한 비침습(피부 절개·손상 없는) 탈모 광치료 플랫폼을 구현했다고 밝혔다.

연구 성과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐다.

그동안 탈모 치료는 약물 중심으로 진행돼 왔지만, 장기간 사용 시 부작용 우려가 제기되면서 상대적으로 부담이 적은 광치료가 대안으로 주목받아 왔다.

다만 기존 광치료 기기는 대체로 딱딱하고 무거운 헬멧형 구조에 더해, LED·레이저 기반 점광원 방식이 많아 두피 전체에 빛을 균일하게 조사하기 어렵고 사용 환경도 실내 제한 한계가 있었다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 점이 아니라 면 전체에서 고르게 빛을 내는 OLED 발광 방식을 탈모 치료에 적용했다.

특히 근적외선(NIR) OLED를 직물 기반 소재로 구현해 모자 안쪽에 배치하고, 두피의 굴곡을 따라 광원이 자연스럽게 밀착되도록 설계했다.

이를 통해 두피 전반에 균일한 광 자극을 전달할 수 있는 착용형 치료 기기의 가능성을 제시했다는 설명이다.

치료 효율을 높이기 위한 파장 최적화도 핵심이다. 연구팀은 빛 파장에 따라 세포 반응이 달라진다는 점에 착안해 디스플레이용 OLED에서 사용되던 파장 제어 기술을 치료 목적에 확장했다.

그 결과, 모발 성장 조절에 관여하는 핵심 세포로 알려진 모유두세포(hDPCs) 활성에 적합한 730~740nm 대역의 근적외선만 선택적으로 방출하는 맞춤형 OLED를 구현했다.

실제 모유두세포 실험에서 해당 파장 조건을 적용하자, 대조군 대비 세포 노화 억제 효과가 약 92%로 확인됐다. 연구팀은 기존 적색광 조사 조건보다 우수한 경향을 보였다고 밝혔다.

논문 제1 저자인 조은해 박사는 “기존 딱딱한 헬멧형 점광원 장치 대신 천처럼 부드러운 직물 기반 OLED를 모자 형태로 구현해 일상에서 활용 가능한 웨어러블 광치료 플랫폼을 제시했다”면서 “무선 충전 방식으로 설계해 실외에서도 착용할 수 있도록 구현했다”고 밝혔다.

최경철 교수는 “OLED는 얇고 유연해 두피 곡면에 밀착돼 두피 전체적으로 균일한 빛 자극을 전달할 수 있는 강점이 있다”며 “향후 전임상 연구를 통해 안전성과 효과를 단계적으로 검증하고, 실제 치료로 이어질 수 있는 가능성을 확인해 나가겠다”고 말했다.