OLED로 피부 관리만? 체내 장기도 치료한다!

카이스트, 삽입형 치료 기구 개발
제2형 당뇨병 치료 효과 확인

흔히 피부 관리에 사용하는 유기발광다이오드(OLED) 빛을 이용해 당뇨병 등 체내 장기도 치료할 수 있는 기술이 개발됐다.

OLED 카테터를 활용한 빛 치료 과정의 모식도와 디바이스 . 사진출처=카이스트 제공

카이스트(KAIST)는 유승협 전기및전자공학부 교수가 박도현 서울아산병원 소화기내과 교수, 한국전자통신연구원 실감소자연구본부 등과 함께 OLED 기반 카테터(Catheter)를 세계 최초로 구현해 빛 치료를 체내 장기에도 적용할 수 있는 길을 열었다고 13일 밝혔다. 카테터는 주로 환자의 소화관이나 기관지, 혈관의 내용물을 떼어 내거나 약제나 세정제 등을 신체 내부로 주입하는 등에 쓰이는 고무 또는 금속 재질의 가는 관이다.

연구팀은 카테터 형태의 OLED 플랫폼을 개발해 십이지장과 같은 튜브 형태의 장기에 직접 삽입할 수 있는 OLED 빛 치료기기를 개발해 현대의 주요 성인병 중 하나인 제2형 당뇨병 개선 가능성을 확인했다.

먼저 기계적으로 안정적이면서도 수분 환경에서도 잘 동작할 수 있는 초박막 유연 OLED를 개발했다. 이를 원통형 구조 위를 감싸는 형태로 전 방향으로 균일한 빛을 방출하는 OLED 카테터를 구현했다. 여기에 면 광원으로서 OLED가 갖는 특유의 저 발열 특성으로 체내 삽입 시 열에 의한 조직 손상을 방지했고, 생체적합성 재료 활용을 통해 생체에 미치는 부작용을 최소화했다.

연구팀은 OLED 카테터 플랫폼을 통해 제2형 당뇨병 쥐 모델을 대상으로 동물실험을 진행했다. 십이지장에 총 798 밀리주울 (mJ)의 빛 에너지가 전달된 실험군의 경우 대조군에 비해 혈당 감소와 인슐린 저항성이 줄어드는 추세를 확인했다. 1.33 밀리와트의 붉은색 빛을 10분간 (600초) 쪼여 총 798 mJ의 빛 에너지를 전달했다. 또 간 섬유화의 저감 등 기타 의학적 개선 효과도 확인할 수 있었다. 이는 체내에 OLED 소자를 삽입하여 빛 치료를 진행한 세계 최초의 결과다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스 (Science Advances)’에 지난 1일 온라인 게재됐다. (논문명: OLED catheters for inner-body phototherapy: A case of type 2 diabetes mellitus improved via duodenal photobiomodulation)

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr