헬멧 벗고 모자 쓴다…KAIST, ‘일상형 탈모 예방’ OLED 기술 선보여

[이데일리 김현아 기자] 무겁고 딱딱한 헬멧형 탈모 치료기는 이제 과거가 될 전망이다.

KAIST 연구진이 모자처럼 자연스럽게 착용할 수 있는 OLED 기반 웨어러블 광치료 기기를 개발하며, 탈모 치료의 일상화를 한걸음 앞당겼다.

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. 해당 기술은 탈모 진행의 핵심 원인으로 꼽히는 모낭 세포 노화를 약 92%까지 억제하는 효과를 실험으로 입증했다.

왼쪽부터 KAIST 전기및전자공학부 최경철 교수와 조은해 박사(제1저자). 사진=KAIST

그동안 탈모 개선을 위한 약물 치료는 일정 효과가 있는 것으로 알려졌지만, 장기 복용에 따른 부작용 우려로 인해 상대적으로 안전한 광치료가 대안으로 주목받아 왔다. 그러나 기존 탈모 치료용 광기기는 대부분 딱딱하고 무거운 헬멧형 구조로 제작돼 사용 환경이 실내로 제한됐고, LED나 레이저 기반의 점광원 방식으로 두피 전체에 균일한 광조사를 구현하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 점에서 빛을 내는 기존 방식 대신, 넓은 면 전체에서 고르게 빛을 방출하는 면 발광 OLED를 탈모 치료에 적용했다. 특히 천처럼 유연한 소재 기반의 근적외선 OLED를 모자 안쪽에 통합해, 두피 굴곡에 맞춰 자연스럽게 밀착되도록 설계함으로써 두피 전반에 균일한 광 자극을 전달할 수 있도록 했다.

직물 기반 근적외선 OLED 모자를 이용한 광 치료 모식도

이번 연구의 핵심 성과는 착용형 기기 구현을 넘어, 탈모 치료에 가장 효과적인 빛의 파장을 정밀하게 설계해 광치료 효과를 극대화한 데 있다.

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

이를 통해 모낭세포 가운데 모발 성장을 조절하는 핵심 세포인 모유두세포 활성에 최적인 730~740나노미터 대역의 근적외선만을 선택적으로 방출하는 맞춤형 OLED를 구현했다. 해당 OLED의 효과는 인간 모유두세포를 이용한 실험을 통해 검증됐으며, 근적외선 OLED 조사 조건에서 대조군 대비 약 92%의 세포 노화 억제 효과가 확인됐다. 이는 기존 적색광 조사 조건보다도 우수한 결과다.

직물 기반 근적외선 OLED의 프로토타입 및 광치료 효능

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 가장 큰 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 1월 10일 온라인으로 게재됐으며, 과학기술정보통신부와 산업통상자원부, 한국연구재단 등의 지원을 받아 수행됐다.

탈모 치료가 병원이나 실내 기기에 머무르던 단계에서 벗어나, 일상 속 착용형 기술로 진화하고 있음을 보여주는 사례로 평가된다.