국내 연구진이 무겁고 착용이 불편한 헬멧형 탈모 치료기를 대체할 수 있는 웨어러블 광치료 기술이 개발됐다. 연구진은 모자처럼 착용 가능한 OLED 기반 탈모 예방 기기가 모낭 세포 노화를 크게 억제하는 효과를 확인했다.

KAIST는 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 홍콩과학기술대 윤치 교수팀과 공동으로, 직물처럼 유연한 모자 형태의 웨어러블 플랫폼에 근적외선 OLED 광원을 적용한 비침습 탈모 치료 기술을 개발했다고 1일 밝혔다.

그동안 탈모 치료용 광기기는 LED나 레이저 기반 점광원을 사용하는 헬멧형 구조가 주를 이뤘다. 이로 인해 기기가 무겁고 사용 환경이 실내로 제한되는 데다, 두피 전체에 균일한 광조사가 어렵다는 한계가 지적돼 왔다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 점광원 대신 면 전체에서 고르게 빛을 방출하는 면발광 OLED를 적용했다. 근적외선(NIR) OLED를 직물 기반 소재에 집적해 모자 내부에 배치함으로써, 두피 곡면에 밀착되는 구조를 구현했다. 이를 통해 두피 전반에 균일한 광 자극을 전달할 수 있도록 설계했다.

연구팀은 특히 탈모 진행의 주요 원인으로 알려진 모낭 세포 노화 억제에 주목했다. 디스플레이용 OLED에 사용되던 파장 제어 기술을 치료 목적에 맞게 확장해, 모발 성장을 조절하는 핵심 세포인 모유두세포 활성에 적합한 730~740나노미터(nm) 대역의 근적외선만을 선택적으로 방출하도록 설계했다.

인간 모유두세포를 이용한 실험 결과, 해당 근적외선 OLED 조사 조건에서 대조군 대비 세포 노화가 약 92% 수준으로 억제되는 효과가 확인됐다. 이는 기존 적색광 조사 조건보다 높은 억제율이다.

제1저자인 조은해 박사는 “딱딱한 헬멧형 장치가 아닌, 일상에서 자연스럽게 착용 가능한 모자 형태의 웨어러블 광치료 플랫폼을 구현했다”며 “빛의 파장을 정밀하게 설계해 모낭 세포 노화를 효과적으로 억제할 수 있음을 확인한 데 의미가 있다”고 말했다.

최경철 교수는 “OLED는 얇고 유연해 두피 곡면에 밀착할 수 있고, 두피 전체에 균일한 빛 자극을 전달할 수 있다는 장점이 있다”며 “향후 전임상 연구를 통해 안전성과 효과를 검증하고 실제 치료 적용 가능성을 단계적으로 확인할 계획”이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 1월 10일 온라인으로 게재됐다.