고출력 OLED, 착용 가능 직물 위 구현…독성물질인 빌리루빈 감소
한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 신생아의 황달을 치료할 수 있는 웨어러블(입을 수 있는) 청색 OLED를 개발했다고 22일 밝혔다.
신생아 황달 치료에 가장 널리 이용되는 광선 요법은 체내 축적된 독성물질인 빌리루빈을 빛에 노출해 변형시켜 체외로 방출하는 안전하고 효과적인 치료 방법이다.
빌리루빈은 혈액에서 산소를 공급해주는 적혈구가 수명을 다해 분해된 결과물로, 보통 간에 의해 해독되고 담즙으로 배설된다. 혈장 내 빌리루빈의 농도가 올라가면 피부와 눈의 흰자위가 누런색을 띠는 황달 증상이 나타난다.
신생아는 수명이 짧은 적혈구를 갖고 있으나 간 대사가 미숙해 빌리루빈을 많이 생산한다.
[직물 기반 웨어러블 청색 OLED 신생아 황달 치료 개념도]
병원에서는 신생아의 혈액 내 빌리루빈 농도가 치료 범위를 초과하면 신생아를 신생아 집중치료실에 입원시켜 인큐베이터 스탠드에 장착된 청색 LED 빛으로 치료한다.
이 방법은 신생아 황달 증상을 완화하는 데 매우 효과적이지만 신생아를 부모로부터 격리하고 치료하는 동안 모유 수유를 중단해야 하며, 청색광에 의한 망막 손상 방지를 위해 신생아의 눈은 반드시 눈가리개로 완전히 가려야 했다.
연구팀은 황달 치료에 효과적인 470㎚(나노미터) 파장의 고출력 청색 OLED를 사람이 착용할 수 있는 직물 위에 구현했다.
이 OLED는 4볼트(V) 미만 저전압에서도 황달 치료에 충분한 출력과 100시간 이상 구동 수명, 35도 미만의 낮은 구동 온도, 물세탁, 2㎜ 수준의 낮은 곡률 반경에서 1천회 이상을 견디는 유연성 등을 확보했다.
OLED를 신생아의 혈청에 쪼일 때 3시간 이내에 황달 치료가 완료됐다고 판단되는 빌리루빈 수치(12mg/dL)에 도달했다.
기존 병원에서 활용되는 LED 황달 상용 치료기기와 비교해 균일하면서도 효과적인 황달 치료 성능을 확인했다고 연구팀은 전했다.
최경철 교수는 "우리나라가 최고 기술을 보유하고 있는 OLED의 다양한 응용 기술을 개발해야 중국과 OLED 기술격차를 더 벌릴 수 있다"며 "직물 위 OLED 기반 웨어러블 의료 기술로 바이오 헬스 케어 시대에 맞는 새로운 시장을 개척하겠다"고 말했다.