▲ 직물 기반 근적외선 OLED 모자를 이용한 광 치료 모식도(그림=KAIST)  © 특허뉴스

무겁고 딱딱한 헬멧형 탈모 치료기는 이제 과거가 될 전망이다. 모자처럼 자연스럽게 착용하는 OLED 기반 웨어러블 광치료 기술이 등장하며, 일상 속 탈모 예방·관리가 한층 가까워졌다. 연구진은 이 기술로 모낭 세포 노화를 최대 92%까지 억제하는 효과를 실험적으로 입증했다.

KAIST는 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 홍콩과학기술대 윤치 교수팀과 공동 연구를 통해, 직물처럼 유연한 모자형 웨어러블 플랫폼에 근적외선(NIR) OLED 면광원을 적용한 비침습 탈모 예방 광치료 기술을 개발했다고 밝혔다.

헬멧형 한계 넘었다... ‘면광원 OLED’로 균일 조사

기존 탈모 광치료 기기는 대부분 헬멧형 구조에 LED·레이저 점광원을 사용해 왔다. 이 방식은 무겁고 착용감이 떨어질 뿐 아니라, 두피 전체에 균일한 광조사를 구현하기 어렵다는 한계가 있었다. 사용 환경 또한 실내로 제한되는 경우가 많았다.

연구팀은 이러한 제약을 근본적으로 해결하기 위해 점이 아닌 면 전체에서 고르게 빛을 방출하는 OLED 면광원을 채택했다. 특히 천처럼 유연한 OLED를 모자 내부에 통합해, 두피 굴곡을 따라 자연스럽게 밀착되도록 설계함으로써 두피 전반에 균일한 광 자극을 전달할 수 있도록 했다. 그 결과, 일상생활에서도 부담 없이 착용 가능한 모자 폼팩터의 광치료 플랫폼이 구현됐다.

‘빛의 파장’을 맞춘 정밀 설계... 노화 92% 억제

이번 연구의 핵심은 착용성 개선을 넘어 광치료 효과를 극대화하는 파장 정밀 설계에 있다. 연구팀은 빛의 파장에 따라 세포 반응이 달라진다는 점에 주목해, 디스플레이용 OLED에서 축적된 파장 제어 기술을 치료 목적에 맞게 확장했다.

그 결과, 모발 성장 조절의 핵심 세포인 모유두세포(hDPCs) 활성에 최적인 730~740nm 대역의 근적외선만을 선택적으로 방출하는 맞춤형 OLED를 구현했다. 인간 모유두세포를 이용한 실험에서, 해당 근적외선 OLED 조사 조건은 대조군 대비 약 92%의 세포 노화 억제 효과를 보였으며, 기존 적색광 조사보다도 우수한 결과를 기록했다.

“일상 속 탈모 관리 플랫폼”... 향후 전임상 검증

제1저자인 조은해 박사는 “딱딱한 헬멧형 점광원 장치 대신, 직물 기반 OLED를 모자 형태로 구현해 일상에서도 사용할 수 있는 웨어러블 광치료 플랫폼을 제시했다”며 “파장 정밀 설계를 통해 모낭 세포 노화를 효과적으로 억제할 수 있음을 확인한 점이 가장 큰 성과”라고 설명했다.

최경철 교수는 “OLED는 얇고 유연해 두피 곡면에 밀착할 수 있어 균일한 빛 자극 전달에 유리하다”며 “향후 전임상 연구를 통해 안전성과 효과를 단계적으로 검증하고, 실제 치료로 이어질 수 있는 가능성을 확인해 나갈 계획”이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 Nature Communications에 1월 10일자로 온라인 게재됐다.

논문명은 Wearable textile-based phototherapy platform with customized NIR OLEDs toward non-invasive hair loss treatment이다.