KAIST, 면 발광 마이크로 LED패치 개발…피부 미백효과 높여

이건재 교수 연구팀, 기존 점 발광보다 효율 높고 부작용 줄인 기술

인간 피부 세포와 쥐 생체실험을 통해 멜라닌 생성 감소 확인

내년 상반기 제품 출시 기대, 국제학술지 게재

[대전=뉴시스] 인간 피부 세포를 통한 면발광 마이크로 LED 패치의 멜라닌 생성 억제 효과 연구 요약도.  *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = KAIST는 신소재공학과 이건재 교수팀과 세브란스 오상호 교수팀이 멜라닌 생성 억제를 위한 '면 발광 마이크로 LED 피부 패치'를 개발했다고 10일 밝혔다.

이 피부 패치는 인간의 머리카락보다 훨씬 작은 두께의 LED 칩을 사용해 제작한 인체 부착 광치료 패치로 기존 점 발광의 특성을 갖는 LED와 달리 구형 실리카 입자를 이용한 빛의 산란을 통해 면 발광의 특성을 갖는다.

멜라닌은 피부 내 존재하는 갈색 또는 흑색 색소로 자외선이나 스트레스와 같은 요인에 의해 비정상적으로 합성될 경우 기미, 주근깨, 검버섯 등의 질환 형태로 나타난다.
 
최근 피부질환 치료 및 미용을 위한 LED 기기들이 지속적으로 출시되고 있지만 LED가 피부에 밀착될 수 없어 광 손실 및 발열 문제로 역효과를 가능성 탓에 치료 효과에 대한 논란이 있다.
 
이에 따라 LED 광원을 피부에 밀착해 조사, 균일한 빛을 피부 진피 내까지 효과적으로 전달키 위한 연구가 필요하다.
   
이번에 이건재 교수팀은 1000여 개의 마이크로 LED를 4×4㎠의 플라스틱 기판 위에 구현한 뒤 빛의 확산을 위한 실리카 입자를 코팅, 피부에 밀착해 붙일 수 있는 면 발광 마이크로 LED 패치를 제작했다.
 
100마이크로미터(㎛) 크기의 이 마이크로 LED는 매우 작아 유연하고 수직으로 배열된 전극이 LED의 발열을 줄여 인간 피부 위에서 열적 손상없이 장시간 구동 가능하다.

연구팀은 인간 피부 세포와 쥐의 등 피부에 면 발광 마이크로 LED 패치를 밀착시켜 조사한 뒤 멜라닌 생성 억제 효능 검증에 나서 기존 상용 LED보다 피부 조직에 미치는 독성이 적고 효과적이며 일관된 경향으로 멜라닌 생성량을 감소시키는 것을 확인했다.

또 피부 조직 분석을 통해 멜라닌 생성에 관여하는 MITF(microphthalmia-associated transcription factor), Melan-A, 티로시나아제를 포함하는 단백질 및 효소 발현의 억제효과도 확인했다.

이 패치는 이 교수가 교원 창업한 ㈜프로닉스에 기술이전돼 내년 3월 제품 출시를 앞두고 있다. 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 헬스케어 메터리얼즈(Advanced Healthcare Materials)'에 이달 초 게재됐다.(논문명:Wearable Surface-Lighting Micro-Light-Emitting Diode Patch for Melanogenesis Inhibition)

이건재 교수는 "이번에 개발한 무기물 기반 면 발광 마이크로 LED 패치는 광 효율, 신뢰성, 수명 등이 우수하고 기존 광 치료 기기와 달리 부작용은 줄고 치료 효과는 극대화할 수 있다"면서 "코스메틱 분야에서 큰 영향을 초래할 것"이라고 말했다.


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