메드믹스

세포활동 촉진에 효과…조명기구서 치료기기로 변신중

지난 1999년 미국 항공우주국(NASA)은 발광다이오드(LED) 빛을 피부·근육세포에 쪼이면 평소보다 3배가량 빨리 성장한다는 연구결과를 발표해 세계를 깜짝 놀라게 했다.

최근 치료를 목적으로 LED나 유기발광다이오드(OLED) 기술을 개발하는 곳이 부쩍 늘고 있다. LED 치료기는 이미 상용화에 접어들었고 OLED는 연구개발(R&) 경쟁이 한창이다. 단순한 조명기구로 여겼던 LED와 OLED가 차세대 의료기기로 급부상하고 있는 것이다.


26일 박경찬 분당서울대병원 교수는 "앞으로 OLED 기술이 발전하면 광치료기는 상상을 뛰어넘는 형태로 진보할 것"이라며 "상처에 붙이는 반창고, 피부병을 고치는 재킷 등이 나올 수 있다"고 전망했다.

◇빛으로 피부병에 치매 치료까지

LED는 전류를 흘려주면 빛을 내는 반도체다. LED는 자외선과 가시광선, 적외선 등 모든 빛을 내고 출력과 색깔까지 조절해 인체에 쬐어도 부작용이 적다. 이런 특성을 반영해 미국 식품의약국(FDA)은 가시광선과 근적외선 영역의 LED 광 치료기를 허가했다. 

과학자들은 전세계 광치료 시장이 한동안 LED 치료기 중심으로 재편될 것으로 전망했다. 연구개발(R&D)을 시작한지 50여년이 흘렀고 국내외 기업들이 신제품을 속속 선보여서다. 다국적기업 필립스는 지난해 7월 경증 건선을 치료하는 웨어러블(몸에 착용하는 디지털 기기) 형태의 광치료기 블루컨트롤을 FDA로부터 승인받았다. LED에서 나온 푸른빛을 건선 피부에 쬐면 세포 생성이 느려지면서 증상이 낫는 원리다. 필립스에 따르면 건선 환자의 84%가 블루컨트롤을 사용해 치료 효과를 봤다.

루트로닉, 링크옵틱스 등 국내업체들도 LED 광치료기를 잇따라 출시했다. 루트로닉이 국내에 출시한 LED 치료기인 힐라이트II는 근육통 완화에 쓰인다. 링크옵틱스는 지난해 LED 빛을 이용한 피부치료기 '벨라룩스'를 선보였고, 피부 재생과 대상포진 통증을 줄이는 치료기 등을 개발했다. 메드믹스는 피부 상처가 빨리 아무는 LED 치료기를 만들어 2013년 FDA 시판허가를 받았다. 

LED 치료기의 적용범위는 치매, 비만 치료 등으로 확대될 전망이다. 카이스트(KAIST) 신소재공학과 박찬범 교수와 한국생명공학연구원 유권 박사팀은 2015년 초파리 실험을 통해 LED 청색빛을 쬔 뇌에서 치매를 일으키는 단백질인 베타-아밀로이드가 감소한 것을 확인했다.

단국대병원 가정의학과 연구팀은 국내 업체인 더블에이치가 개발한 뱃살용 웨어러블 벨트 '루미다이어트'에 대한 임상을 진행하고 있다. 박일환 단국대병원 교수는 "LED 빛이 획기적으로 뱃살을 뺀 해외 연구결과가 있어 치료기기로 개발할 가능성이 높다"고 말했다.

동성제약은 지난해 12월 한국전기연구원으로부터 고출력 발광다이오드(LED) 광원과 반도체 레이저를 이용해 암을 진단하고 암세포를 죽이는 기술을 이전받았다. 이 기술은 사람의 배에 작은 구멍을 뚫은 뒤 그 사이로 빛을 쬐어 암세포를 죽인다.

피부미용 분야에서도 LED 빛이 주목받고 있다. LG 프라엘은 LED 불빛의 파장을 이용해 피부 톤과 탄력을 개선하는 뷰티기기인 '더마 LED 마스크'를 지난해 9월 국내에 출시해 주목을 받았다. 헬스케어 업계는 올해 글로벌 LED 의료기 시장규모를 3억1000만달러(3323억)로 전망하고 있다.

◇OLED '각광'…신개념 치료기로 기대

광치료는 OLED 기술에서 꽃을 피울 것이라는 전망이 많다. OLED는 유기화합물(생명체 대부분을 만드는 화학물질)에 전기를 흘려보내면 스스로 빛을 내는 꿈의 신소재다. LED가 점 형태의 빛이라면 OLED는 면 형태로 빛을 쏘아 의료기기로서 가치가 크다. OLED는 수백나노미터(㎚·10억분의 1m) 두께로 제품을 만들 수 있다. 이런 유연성 덕분에 웨어러블 기기로 개발하기 쉽다. 굳이 병원을 방문해 빛 치료를 받을 필요가 없어지는 셈이다.

OLED 빛 치료는 초기 개발단계지만 국내에선 상당한 연구성과가 나오고 있다. 한국과학기술원(KAIST) 최경철 교수·전용민 연구원과 분당서울대병원 연구팀은 OLED를 사용해 반창고 모양의 웨어러블 광치료 패치를 개발했다. 이 패치는 OLED, 배터리, 과열방지 장치 등의 두께와 무게가 각각 1㎜와 1g 미만이다. 또 반경 20㎜ 이내의 휘어진 상태로 300시간 넘게 작동했다.

전용민 KAIST 연구원은 <뉴스1>과 통화에서 "OLED 빛은 LED보다 면적이 넓어 균일도가 높고 치료기기로 개발되면 우수한 치료효과를 기대할 수 있다"며 "잘 구부러지는 유연한 특성 때문에 기술 발전에 따라 옷이나 시계, 신발 등 다양한 형태의 웨어러블 치료기가 될 수 있다"고 설명했다. 이어 "적용 범위도 피부병과 우울증, 불면증, 치매 등 빠르게 확대되고 있다"며 "다만 전세계적으로 초기 연구가 진행돼 상용화에는 시간이 걸릴 것"이라고 덧붙였다.