KAIST, 빛으로 약물 방출 조절하는 OLED 상처 패치 개발

OLED 패치를 이용한 광-약물 복합 치료 모식도. [사진: KAIST]

[디지털투데이 이진호 기자] 국내 연구진이 빛으로 약물 방출을 조절하는 상처 패치를 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)은 최경철 전기및전자공학부 교수 연구팀이 한국세라믹기술원, 충북대학교와 함께 '자가조절형 유기발광다이오드(OLED)와 상처 패치 기술'을 개발했다고 13일 밝혔다.

연고는 과다 사용 시 부작용이 발생할 수 있고, 빛을 이용해 세포 재생을 돕는 광생물변조(PBM) 치료 역시 적정량을 넘기면 효과가 떨어지는 한계가 있었다. 연구팀은 이같은 기존 치료법의 한계에 주목해 활성산소종(ROS)을 활용한 상처 패치를 개발했다.

빛을 쬐면 몸에서 ROS, 흔히 '활성산소'로 불리는 물질이 생성된다. 이 물질이 나노입자를 자극해 약물이 방출되도록 하는 역할을 한다. 빛의 세기에 따라 활성산소 양이 달라지면서 약물 방출량도 자연스럽게 조절되는 구조다. 빛을 쬐면 세포 재생이 촉진되는 동시에, 생성되는 ROS가 스위치 역할을 해 약물이 필요한 만큼만 자동으로 방출된다.

연구팀은 피부에 밀착되는 630나노미터 파장의 OLED 패치를 제작했다. 빛을 고르게 전달해 세포 재생을 유도하면서 병풀 추출물 같은 항산화 약물을 적정량만 방출하도록 설계했다. 피부 곡면에 완전히 밀착되는 웨어러블 형태로 제작돼 빛 에너지 손실을 줄였다. 장시간 사용 시에도 온도를 약 31도 수준으로 유지해 저온 화상 위험 없이 안전하다. 400시간 이상 성능을 유지하는 안정성도 확인했다.

최경철 교수는 "이번 연구는 OLED 기반 빛 치료를 단순히 쬐는 수준을 넘어 치료를 조절하는 역할까지 수행한다"며 "상처 상태에 따라 약물 방출이 자동으로 조절되는 복합 치료 플랫폼으로 확장한 사례"라고 설명했다.

이 연구는 연혜정 KAIST 전기및전자공학부 박사과정이 제1저자로 참여했다. 국제 학술지 머티리얼즈 호라이즌스에 지난 1월 온라인 게재된 후 3월 표지논문으로 선정됐다. 과학기술정보통신부 한국연구재단의 미래개척 융합과학기술개발사업 지원을 받아 수행됐다.