일상의 빛으로 상처 잇는 무전원 착용형 패치

포스텍 신소재공학과·융합대학원 한세광 교수와 조경주 석사과정생, 김성종 박사 연구팀이 건국대 김혜민 교수 연구팀과 함께 실내등이나 햇빛만으로 피부 상처의 봉합과 조직 재생을 돕는 착용형 패치를 개발했다. 별도의 LED와 배터리, 외부 전원 없이 일상 공간의 빛을 치료용 적색빛으로 바꾸는 방식이다.

패치의 핵심은 칼슘-스트론튬 황화물 기반 소재에 유로퓸과 툴륨을 첨가한 발광 입자다. 연구팀은 결함과 이종 접합 구조를 이용해 입자가 넓은 파장대의 빛을 흡수한 뒤 상처 치료에 적합한 640㎚ 부근의 적색빛을 내도록 설계했다. 빛이 잠시 끊긴 뒤에도 잔광이 이어지도록 해 치료용 빛의 공급을 보완했다.

적색빛은 광감작제를 활성화해 상처 경계면의 콜라겐을 서로 엮고 절개 부위를 봉합한다. 이와 함께 섬유아세포의 증식과 세포 이동을 촉진하고 염증을 완화해 새 조직의 형성을 돕는다. 기존 빛 치료 장치가 LED, 레이저, 광섬유와 배터리 등 외부 장비를 필요로 했던 것과 달리 주변에서 쉽게 접하는 광원을 활용한 점이 특징이다.

연구팀은 발광 입자를 신축성 있는 실리콘에 고르게 넣고 하이드로젤을 접착층으로 사용해 피부 움직임에도 밀착되는 패치를 완성했다. 패치를 늘리거나 접어도 발광 성능은 유지된다. 병원 밖에서도 상처 관리를 이어갈 수 있는 착용형 광의학 플랫폼으로의 확장 가능성을 제시한 이번 연구는 재료과학 학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈’ 온라인판에 게재됐다.