피부 밀착과 발열 문제 해결...멜라닌 생성 억제 효능도 확인
(내외방송=정지원 과학전문 기자) 부작용은 줄이고 치료 효과는 극대화한 '멜라닌 생성 억제 기술'이 개발돼 우수한 피부 관리 기기가 출시될 수 있을 전망이다.
KAIST는 10일 '내외방송'에 보낸 자료에서 "이건재 신소재공학과 교수와 오상호 신촌 세브란스병원 교수 공동 연구팀이 멜라닌 생성 억제를 위한 '면 발광 마이크로 LED 피부 패치'를 개발했다"고 밝혔다.
'면 발광 마이크로 LED 피부 패치'는 인간의 머리카락보다 매우 얇은 두께인 LED칩을 사용해 인체에 부착 가능하도록 제작된 광치료 패치다.
멜라닌은 피부에 존재하는 갈색, 흑색 색소로 자외선이나 스트레스 등 외부 요인에 의해 비정상적으로 합성될 경우 기미와 주근깨, 검버섯 등 피부 질환으로 이어질 수 있다.
최근 피부질환 치료와 미용을 위한 LED 기기들이 지속적으로 출시되고 있지만, 피부에 밀착될 수 없다는 점과 발열 문제 등 효과는 여전히 논란이 있다.
이에 연구팀은 1000여개의 마이크로 LED를 4x4cm2의 플라스틱 기판에 구현해 빛의 확산을 위한 실리카(천연 미네랄) 입자를 코팅한 후 피부에 밀착해서 붙일 수 있는 면 발광 마이크로 LED 패치를 제작했다.
100마이크로미터 크기로 매우 작은 LED는 유연성이 있으며 수직으로 배열된 전극은 LED의 발열을 줄여 인간 피부 위에서 열적 손상 없이 오랜 시간 구동이 가능하다.
연구팀은 인간 피부 세포와 쥐의 등 피부에 이 패치를 밀착시키고 빛을 쏴 멜라닌 생성 억제 효능을 확인했다.
기존 LED와 비교해 피부 조직에 미치는 독성이 적을 뿐만 아니라 효과적으로 멜라닌 생성량이 감소된다는 것이다.
또, 피부 조직 분석을 통해 멜라닌 생성에 관여하는 단백질과 효소의 발현이 억제된다는 것도 알아냈다.
이 교수는 "이번에 개발된 LED 패치는 광 효율과 신뢰성, 수명 등이 우수하며 기존 광 치료 기기와 달리 부작용은 줄이고, 치료 효과를 극대화해 코스메틱 분야에 큰 영향을 줄 것"이라고 말했다.
이 연구는 웨어러블플랫폼 소재기술센터 등의 지원을 받아 수행됐으며 국제 학술지인 '어드밴스드 헬스케어 메터리얼즈(Advanced Healthcare Materials)'에 이번달 게재됐다(논문명: Wearable Surface-Lighting Micro-Light-Emitting Diode Patch for melanogenesis Inhibition).
