KAIST, 헬맷은 가라…모자처럼 쓰는 탈모 예방 OLED 개발

모자 폼팩터에 면광원 OLED 적용

근적외선 광치료 플랫폼 제안

맞춤형 근적외선 자극 설계

대조군 대비 세포 노화 92% 억제

(왼쪽부터)KAIST 최경철 교수, 조은해 박사.ⓒKAIST

탈모 치료의 한계를 넘어설 새로운 해법이 제시됐다.

한국과학기술원(KAIST)은 최경철 전기 및 전자공학부 교수 연구팀이 홍콩과학기술대 윤치 교수팀과 공동으로, 직물처럼 유연한 모자 형태의 웨어러블 플랫폼에 특수 OLED 광원을 적용한 비침습 탈모 치료 기술을 개발했다고 1일 밝혔다.

비침습 치료는 피부를 절개하거나 신체에 직접적인 손상을 주지 않는 치료법이다.

그동안 탈모 개선을 위한 약물 치료는 효과가 있는 것으로 알려졌으나 장기 사용에 따른 부작용 우려로 인해 상대적으로 안전한 광치료가 대안으로 주목받아 왔다.

그러나 기존 탈모 치료용 광기기는 딱딱하고 무거운 헬멧형 구조로 제작돼 사용 환경이 실내로 제한되고 LED나 레이저 기반의 점광원 방식을 사용해 두피 전체에 균일한 광조사를 구현하는 데 한계가 있었다.

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

특히 천처럼 유연한 소재 기반의 근적외선(NIR) OLED를 모자 안쪽에 통합해 광원이 두피 굴곡에 맞춰 자연스럽게 밀착되도록 설계함으로써 두피 전반에 균일한 광 자극을 전달할 수 있도록 했다.

또 연구팀은 탈모 진행의 핵심 원인으로 꼽히는 모낭 세포 노화 억제에 주목했다. 연구의 핵심 성과는 착용형 기기 구현을 넘어 탈모 치료에 가장 효과적인 빛의 파장을 정밀하게 설계해 광치료 효과를 극대화한 데 있다.

연구팀은 빛의 색에 따라 세포 반응이 달라진다는 점에 착안해 디스플레이용 OLED에 사용되던 파장 제어 기술을 치료 목적에 맞게 확장했다.

이를 통해 모낭세포 중에서도 모낭 맨 아래에 위치해 모발 성장을 조절하는 핵심 세포인 모유두세포 활성에 최적인 730~740nm 대역의 근적외선만을 선택적으로 방출하는 맞춤형 OLED를 구현했다.

개발된 근적외선 OLED의 효과는 인간 모유두세포(human Dermal Papilla Cells, hDPCs)를 이용한 실험을 통해 검증됐다.

세포 노화 평가 결과, 근적외선 OLED 조사 조건에서 대조군 대비 약 92% 수준의 세포 노화 억제 효과가 확인됐으며 이는 기존 적색광 조사 조건보다 우수한 결과다.

제1저자인 조은해 박사는 “딱딱한 헬멧형 점광원 장치 대신, 천처럼 부드러운 직물 기반 OLED를 모자 형태로 구현해 일상에서도 사용할 수 있는 웨어러블 광치료 플랫폼을 제시했다”며 “빛의 파장을 정밀하게 설계해 모낭 세포 노화를 효과적으로 억제할 수 있음을 확인한 점이 핵심 성과”라고 말했다.

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

이번 연구는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 지난 10일 자로 온라인 게재됐다.