2023.05.04

소아가 직접 입을 수 있는 직물 기반 OLED 황달 치료 기술 개발 소아가 직접 입을 수 있는 옷의 형태로 황달 질환을 치료할 수 있는 ‘실제 직물 기반 웨어러블 청색 OLED 광 치료 기술’이 개발되었다. KAIST 전기 및 전자공학부 최경철 교수 연구팀과 을지대학교 병원 소아청소년과(김승연 교수), 진단검사의학과(임춘화 교수), 가천대학교 의공학과(전용민 교수), 선문대학교 디스플레이 반도체공학과(권정현 교수) 공동 연구팀이 실제 직물 기반의 웨어러블 청색 OLED를 개발하고, 황달 질환을 앓는 신생아의 혈청에서 청색 OLED 광원에 의한 빌리루빈 감소로 인한 황달 치료 효과를 확인했다.

해당 연구는 국제 저명 학술지 Advanced Science (IF: 17.52)에 22년 10 월 30일 게재되었고, 속표지 논문으로 선정되었다.OLED 기반 광 치료 기술은 2018년 KAIST 연구팀의 ‘OLED 반창고’ 기술 개발을 시작으로, 2019년 상처 치유에 효과적인 ‘부착형 OLED’, 2020년 ‘적층형 고출력 OLED’로 피부암 치료 연구 성과를 보인 바 있다.

기존 신생아의 황달 치료 방법은 광선 요법, 약물 투여, 교환 수혈 등 다양한 방법이 있다. 이 중 광선 요법은 체내에 축적된 빌리루빈 을 빛에 노출해 변형시킨 후 체외로 방출하는 안전하고 효과적인 치 료 방법이다. 병원에서는 신생아의 혈액 내 빌리루빈 농도가 치료 범위를 초과하면 신생아 를 신생아 집중치료실 (NICU)에 입원시켜 인큐베이터의 스탠드에 장착된 청색 LED의 빛 으로 치료한다. 이 방 법은 신생아 황달 증상 을 완화하는 데 매우 효과적이지만, 신생아 를 부모로부터 격리하 고 치료하는 동안 모유 수유를 중단해야 하는 점, 청색광에 의한 망막 손상 방지를 위해 신생아의 눈을 반드시 눈 가리개로 완전히 가려야 하는 등의 문제와 더불어 LED 기반 설치형 플랫폼을 사용하는 등 한계가 있었다.

KAIST 최경철 교수 연구팀은 높은 유연성을 유지하며 사람이 착 용할 수 있도록 황달 치료에 효과적인 470 nm 파장의 청색 OLED 를 직물 위에 구현하여 OLED 소아 황달 치료 플랫폼을 개발했다. 직물 기반의 청색 OLED는 4 V 미만의 저전압에서도 황달치료에 충분 한 출력(>20 μW/cm2/nm)을 확보했을 뿐만 아니라, 100시간 이상 의 구동 수명, 35 ℃ 미만의 구동 온도, 세탁 신뢰성, 2 mm 수준의 낮은 곡률 반경에서 1,000회 이상을 견디는 등 다양한 조건을 만족시 켰다. 또한 연구팀은 470 nm 파장의 청색 OLED를 신생아 혈청에 조사했을 시, 황달 치료가 완료됐다고 판단할 수 있는 빌리루빈 수치 (12 mg/dL)에 3시간 이내 도달하는 것을 확인하였으며, 현재 병원에 서 활용하는 LED 황달 치료기기 대비 균일하면서도 효과적인 치료 성능 또한 확인했다.

KAIST 최경철 교수는 “OLED 분야에서는 우리나라가 최고 기술을 보유하고 있지만, 중국의 기술 추격이 예사롭지 않다. 이 시점에서 OLED의 다양한 응용 기술을 개발하는 것은 중국과의 OLED 기술격차를 더 벌릴 수 있다. 직물 위 OLED 기반 웨어러블 의료 기술개발 로 바이오 헬스케어 시대에 맞는 OLED 응용의 새로운 시장을 개척 해, 우리나라의 OLED 기술이 계속 선두를 유지하기를 바란다”라고 말했다