[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 기존 점 발광보다 훨씬 효율적인 면 발광 피부 패치를 개발했다.
한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 이건재 교수팀이 세브란스병원 연구팀과 멜라닌 생성 억제를 위한 면 발광 마이크로 LED 피부 패치를 개발했다고 10일 밝혔다.
멜라닌은 피부 내 존재하는 갈색 또는 흑색 색소로, 자외선 혹은 스트레스와 같은 외부 요인에 의해 비정상적으로 합성될 경우, 기미, 주근깨, 검버섯 등의 질환 형태로 나타나기 때문에 정상적으로 치료할 필요가 있다.
최근 피부질환 치료 및 미용을 위한 LED 기기들이 지속적으로 출시되고 있지만 치료 효과에 있어서는 여전히 논란이 있다. 이는 LED가 피부에 밀착될 수 없어 거리에 따른 광 손실 및 발열 문제로 인해 역효과를 낼 수 있기 때문이다.
유의미한 피부 미용 효과를 얻기 위해서는 LED 광원을 피부에 밀착하여 조사함으로써 균일한 빛을 피부 진피 내까지 효과적으로 전달해야 한다.
이에 연구팀은 1000여 개의 마이크로 LED를 4×4cm2의 플라스틱 기판 위에서 구현하고, 빛의 확산을 위한 실리카 입자를 코팅함으로써 피부에 밀착하여 붙일 수 있는 면 발광 마이크로 LED 패치를 제작했다.
100마이크로미터(μm) 크기의 마이크로 LED는 매우 작아 유연성을 가지며 수직으로 배열된 전극은 LED의 발열을 줄여 인간 피부 위에서 열적 손상 없이 장시간 구동 가능하다.
연구팀은 인간 피부 세포와 쥐의 등 피부에 면 발광 마이크로 LED 패치를 밀착시키고 조사해 멜라닌 생성 억제 효능을 확인했으며 기존 상용 LED 대비, 피부 조직에 미치는 독성이 적을 뿐만 아니라 효과적이고 일관된 경향으로 멜라닌 생성량을 감소시키는 데 성공했다.
또 피부 조직 분석을 통하여 멜라닌 생성에 관여하는 MITF (microphthalmia-associated transcription factor), Melan-A, 티로시나아제를 포함하는 단백질 및 효소 발현의 억제가 확인됐다.
이건재 교수는 "이번에 개발한 무기물 기반 면 발광 마이크로 LED 패치는 광 효율, 신뢰성, 수명 등이 우수하며 기존 광 치료 기기와 달리 부작용은 줄이고 치료 효과를 극대화해 코스메틱 분야에 큰 영향을 줄 것”이라고 말했다.
면 발광 마이크로 LED 패치는 현재 이 교수가 교원 창업한 ㈜프로닉스에 기술이전돼 양산 장비를 갖추고 내년 3월 제품 출시를 앞두고 있다.
한편 이번 연구는 국제 학술지 `어드밴스드 헬스케어 메터리얼즈(Advanced Healthcare Materials)'에 11월 게재됐다.
