탈모, OLED 빛으로 92% 예방…"전임상 계획"

KAIST, 모낭 세포 노화 억제 효과 확인…"근적외선 선택적 조사가 비결"

탈모예방에 효과적인 유기발광다이오드(OLED) 광원이 개발됐다. 모낭 세포 노화 억제 효과는 92% 수준으로 나타났다.

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

직물 기반 근적외선 OLED 모자를 이용한 탈모 광치료 모식도. KAIST 전기및전자공학부가 개발했다.(사진=KAIST)

그동안 탈모 개선을 위한 약물 치료는 효과가 있는 것으로 알려졌으나, 장기 사용에 따른 부작용 우려로 광치료가 대안으로 주목받아 왔다. 그러나 기존 탈모 치료용 광기기는 딱딱하고 무거운 헬멧형 구조로 제작돼 사용 환경이 실내로 제한됐다. 또 LED나 레이저 기반 점광원 방식을 사용, 두피 전체에 균일한 광조사가 어려웠다.

연구팀은 작은 점에서 빛을 내는 점광원 대신 넓은 면 전체에서 고르게 빛을 방출하는 면 발광 OLED를 탈모 치료에 적용했다. 특히 천(직물)처럼 유연한 소재 기반 근적외선(NIR) OLED를 모자 안쪽에 통합해, 광원이 두피 굴곡에 맞춰 자연스럽게 밀착되도록 설계했다.

연구팀은 또 빛 색깔에 따라 세포 반응이 달라진다는 점에 착안, 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 대역 근적외선만을 선택적으로 방출하는 맞춤형 OLED를 구현했다.

탈모예방 OLED 광원을 개발한 KAIST 연구진. 왼쪽부터 최경철 교수, 조은해 연구원.(사진=KAIST)

이 근적외선 OLED는 인간 모유두세포를 이용한 세포 노화 평가 결과, 대조군 대비 약 92% 수준의 세포 노화 억제 효과가 확인됐다. 이는 기존 적색광 조사 조건보다 우수한 결과다.

제 1저자인 조은해 전기및전자공학부 연구원은 “일상에서도 사용할 수 있는 웨어러블 광치료 플랫폼”이라며 “빛의 파장을 정밀하게 설계해 모낭 세포 노화를 효과적으로 억제할 수 있음을 확인한 점이 핵심 성과”라고 말했다.

최경철 교수는 “향후 전임상 연구를 통해 안전성과 효과를 검증하고, 실제 치료로 이어질 수 있는 가능성을 단계적으로 확인할 계획”이라고 밝혔다.

연구는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 온라인으로(1월 10일) 게재됐다.

직물 기반 근적외선 OLED의 프로토타입 및 탈모 광치료 효능을 설명한 그림. 그림 위는 근적외선 OLED가 온/오프 상태이고, 아래 그래프는 740나노 파장대 근적외선이 모유두세포 증식률을 급격히 끌어올린 모습을 보여준다. 아래 오른쪽은 대조군 대비 맞춤형 근적외선이 노화세포 비율을 크게 떨어뜨렸다.(그림=KAIST)