"모낭 세포 노화 92% 억제" KAIST, 모자형 '탈모 치료기' 개발

모자처럼 착용할 수 있는 탈모 치료기가 개발됐다. 무겁고 거추장스러운 기존 헬멧 형태의 치료기기보다 착용감이 우수한데다 탈모 진행의 핵심인 모낭 세포 노화를 92%까지 억제하는 효과를 보여 탈모 치료의 혁신이 기대된다.

KAIST는 전기 및 전자공학부 최경철 교수 연구팀이 홍콩과학기술대 윤치 교수팀과 공동으로 모자처럼 착용 가능한 OLED 기반의 웨어러블 광치료 기기를 개발했다고 1일 밝혔다.

이 기기에는 직물처럼 유연한 모자 형태의 웨어러블 플랫폼에 특수 OLED 광원을 적용한 비침습 탈모 치료기술이 적용됐다. 비침습 치료는 피부를 절개하거나 신체에 직접적인 손상을 주지 않는 치료 방식이다.

탈모 개선을 위한 약물 치료는 개선 효과 이면에 장기 사용에 따른 부작용 우려가 컸다. 이 때문에 상대적으로 안전한 광치료가 대안으로 주목받았다.

하지만 기존 탈모 치료용 광기기는 대개 딱딱하고 무거운 헬멧형 구조로 제작돼 사용 환경이 실내로 제한되고 그나마도 LED 또는 레이저 기반의 점광원 방식을 사용해 두피 전체에 균일한 광조사를 구현하기 어려운 한계를 보였다.

공동연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 작은 점에서 빛을 내는 점광원 대신 넓은 면 전체에서 고르게 빛을 방출하는 면(面) 발광 OLED를 탈모 치료에 적용했다.

또 직물(천)처럼 유연한 소재의 근적외선(NIR) OLED를 모자 안쪽에 통합해 광원이 두피 굴곡에 맞춰 자연스럽게 밀착되도록 설계함으로써 두피 전반에 광 자극을 균일하게 전달될 수 있게 했다.

최경철 교수, (상단) 조은해 박사. KAIST 제공

공동연구팀은 탈모 진행의 핵심 원인으로 꼽히는 '모낭 세포 노화'를 억제하는 것에도 주목했다. 이와 연계해 탈모 치료에 가장 효과적인 '빛의 파장'을 정밀하게 설계함으로써 광치료 효과를 극대화한 것이 이번 연구의 최대 성과로 꼽힌다.

빛의 색에 따라 세포 반응이 달라지는 점에 착안해 디스플레이용 OLED에 사용되던 파장 제어 기술을 치료 목적에 맞게 확장하고 이를 통해 모낭 세포 중 모낭 가장 아래에 위치한 '모유두세포(모발 성장을 조절하는 핵심 세포)' 활성화에 최적인 730~740㎚ 대역의 근적외선만 선택적으로 방출할 수 있는 맞춤형 OLED를 구현한 것이 핵심이다.

개발한 근적외선 OLED는 인간 모유두세포를 이용한 실험에서 효과가 검증됐다. 세포 노화를 평가한 결과, 근적외선 OLED 조사 조건에서 대조군보다 92%가량의 세포 노화 억제 효과가 확인된 것이다. 이는 기존 적색광 조사 조건보다 우수한 결과다.

최 교수는 "OLED는 얇고 유연해 두피 곡면에 밀착할 수 있는 장점으로 두피 전체에 균일한 빛 자극을 전달할 수 있다"며 "공동연구팀은 향후 전임상 연구를 통해 안전성과 효과를 검증하고 실제 탈모 치료에 활용할 수 있는 가능성을 단계적으로 확인할 계획"이라고 말했다.

한편 이번 연구에는 KAIST 전기 및 전자공학부 조은해 박사가 제1 저자로 참여했다. 연구 결과(논문)는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 온라인에 지난 10일 게재됐다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr