국내 연구진이 일상의 빛을 활용해 사람의 피부 상처를 치료할 수 있는 근거가 마련됐다.

포스텍 신소재공학과·융합대학원 한세광 교수팀은 최근 별도 배터리나 전원 없이 실내등이나 햇빛만으로 상처 봉합과 조직 재생을 동시에 돕는 착용형 패치를 개발했다.

최근 빛으로 상처를 치료하는 다양한 기술들이 개발되고 있지만 빛을 공급하는 방식에 있어 한계가 존재해 왔다. 

광 치료 장치는 LED나 레이저, 광섬유, 배터리 같은 외부 전원이 필요한데 주렁주렁 매달린 장치를 얼굴처럼 눈에 띄는 부위에 오래 붙이고 다니기 어렵다는 것이다. 

이에 연구팀은 일상 속 빛을 치료에 필요한 적색광으로 전환하는 발광 입자(RSLP3)를 활용, 봉합과 재생을 동시에 해내는 방법을 생각했다.

구체적으로 칼슘-스트론튬 황화물 기반 소재에 유로퓸(Eu)과 툴륨(Tm)을 첨가하고 결함과 이종접합 구조를 활용해 넓은 파장대의 빛을 흡수하도록 설계했다. 

이렇게 만들어진 입자는 상처 치료에 적합한 640nm 부근 적색광을 방출하며 빛이 잠시 끊겨도 어둠 속 야광별처럼 잔광을 낸다. 

이 입자가 내뿜는 적색광은 광감작제(Ce64)를 활성화해 상처 경계면의 콜라겐을 엮어 절개 부위를 봉합하고 섬유아세포 증식과 세포 이동을 촉진하며 염증을 완화, 새살을 돋운다. 

연구팀은 이 입자를 신축성이 좋은 실리콘 소재(Ecoflex)에 고르게 넣어 피부에 밀착되는 패치로 만들었다. 

접착층으로 쓰인 하이드로젤 덕에 피부가 움직여도 잘 붙고, 늘리거나 접어도 발광 성능이 그대로 유지된다.

동물모델 실험 결과, 절개 상처에 12시간 동안 패치를 붙였을 때 상처가 빠르게 봉합되고 조직 재생이 촉진되는 등 뚜렷한 효과가 나타났다.

정상 성인 얼굴 피부를 대상으로 한 예비 인체 평가에서도 9시간 동안 착용하는 것만으로도 피부 탄력 회복이 개선되고 붉은 기가 완화됐다.

이와 관련, 한세광 교수는 “환자가 병원 밖에서도 손쉽게 관리를 이어갈 수 있는 차세대 착용형 광의학 플랫폼으로 발전시킬 수 있을 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 재료과학 분야 국제학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’ 온라인판에 게재됐다.