[연구]면 발광 마이크로 LED 패치 개발로 피부 미백에 획기적 효과​


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< 신소재공학과 이건재 교수 >

우리 대학 신소재공학과 이건재 교수팀과 세브란스 오상호 교수팀이 멜라닌 생성 억제를 위한 *면 발광 마이크로 LED 피부 패치를 개발했다고 10일 밝혔다. 

☞ 면 발광 마이크로 LED 피부 패치인간의 머리카락의 ~1/100 의 두께를 가지는 매우 작은 LED 칩을 사용하여 제작한 인체에 부착 가능한 광치료 패치다기존의 점 발광의 특성을 가지는 LED와 달리구형 실리카 입자를 이용한 빛의 산란을 통해 면 발광의 특성을 갖는다. 

멜라닌은 피부 내 존재하는 갈색 또는 흑색 색소로자외선 혹은 스트레스와 같은 외부 요인에 의해 비정상적으로 합성될 경우기미주근깨검버섯 등의 질환 형태로 나타나기 때문에 정상적으로 치료할 필요가 있다. 

최근 피부질환 치료 및 미용을 위한 LED 기기들이 지속적으로 출시되고 있지만치료 효과에 있어서는 여전히 논란이 있다이는 LED가 피부에 밀착될 수 없어거리에 따른 광 손실 및 발열 문제로 인하여 역효과를 낼 수 있기 때문이다유의미한 피부 미용 효과를 얻기 위해서는 LED 광원을 피부에 밀착하여 조사함으로써균일한 빛을 피부 진피 내까지 효과적으로 전달해야 한다.

이에이건재 교수팀은 천여 개의 마이크로 LED를 4×4 cm2의 플라스틱 기판 위에서 구현하고빛의 확산을 위한 실리카 입자를 코팅함으로써 피부에 밀착하여 붙일 수 있는 면 발광 마이크로 LED 패치를 제작했다. 100 마이크로미터(μm) 크기의 마이크로 LED는 매우 작아 유연성을 가지며수직으로 배열된 전극은 LED의 발열을 줄여인간 피부 위에서 열적 손상 없이 장시간 구동 가능하다. 

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< 그림 1. 면발광 마이크로 LED 패치 >

연구팀은 인간 피부 세포와 쥐의 등 피부에 면 발광 마이크로 LED 패치를 밀착시키고 조사하여 멜라닌 생성 억제 효능을 확인하였으며기존 상용 LED 대비피부 조직에 미치는 독성이 적을 뿐만 아니라효과적이고 일관된 경향으로 멜라닌 생성량을 감소시키는 데 성공했다또한피부 조직 분석을 통하여 멜라닌 생성에 관여하는 MITF (microphthalmia-associated transcription factor), Melan-A, 티로시나아제를 포함하는 단백질 및 효소 발현의 억제가 확인되었다.

&#44536;&#47548; 2. &#51064;&#44036; &#54588;&#48512; &#49464;&#54252;&#47484; &#53685;&#54620; &#47732;&#48156;&#44305; &#47560;&#51060;&#53356;&#47196; LED &#54056;&#52824;&#51032; &#47708;&#46972;&#45772; &#49373;&#49457; &#50613;&#51228; &#54952;&#44284;

< 그림 2. 인간 피부 세포를 통한 면발광 마이크로 LED 패치의 멜라닌 생성 억제 효과 >

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< 그림 3. 쥐 실험을 통한 면발광 마이크로 LED 패치의 멜라닌 생성 억제 효과 >

이건재 교수는 "이번에 개발한 무기물 기반 면 발광 마이크로 LED 패치는 광 효율신뢰성수명 등이 우수하며기존 광 치료 기기와 달리 부작용은 줄이고 치료 효과를 극대화하여 코스메틱 분야에 큰 영향을 줄 것이라고 말했다면 발광 마이크로 LED 패치는 현재 이 교수가 교원 창업한 프로닉스에 기술이전되어양산 장비를 갖추고 내년 3월 제품 출시를 앞두고 있다.

&#44536;&#47548; 4. &#50612;&#46300;&#48180;&#49828;&#46300; &#47672;&#53552;&#47532;&#50620;&#51592;(Advanced Materials) &#54364;&#51648; &#44536;&#47548;

< 그림 4. 어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials) 표지 그림 >

이번 연구는 웨어러블플랫폼 소재기술센터휴먼플러스 융합연구개발사업의 지원을 받아 수행됐으며국제 학술지 `어드밴스드 헬스케어 메터리얼즈(Advanced Healthcare Materials)'에 11월 게재됐다.






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