"십이지장에 OLED 삽입해 빛 치료…당뇨병 개선 가능성 확인"

KAIST·서울아산병원·ETRI 공동연구팀 쥐 대상 실험
"인체 내 빛 치료 다양한 응용 기대"

OLED 카테터를 활용한 빛 치료 과정의 모식도, 디바이스 사진과 동물실험 결과 그래프.(KAIST 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 십이지장에 유기발광다이오드(OLED) 소자를 삽입해 빛 치료로 당뇨병을 개선하는 효과를 확인했다.

한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 유승협 교수, 서울아산병원 소화기내과 박도현 교수, 한국전자통신연구원(ETRI) 실감소자연구본부로 구성된 공동연구팀이 OLED 기반 카테터(환자의 소화관이나 기관지)를 세계 최초로 구현해, 빛 치료를 체내 장기에도 적용할 수 있는 길을 열었다고 13일 밝혔다.

연구팀은 카테터 형태의 OLED 플랫폼을 개발해 십이지장과 같은 튜브 형태의 장기에 직접 삽입할 수 있는 OLED 빛 치료기기를 개발, 현대 주요 성인병 중 하나인 제2형 당뇨병 개선 가능성을 확인하려 했다.

이에 따라 기계적으로 안정적이면서도 수분 환경에서도 잘 동작할 수 있는 초박막 유연 OLED를 개발했고, 이를 원통형 구조 위를 감싸는 형태로 전 방향으로 균일한 빛을 방출하는 OLED 카테터를 구현했다.

이 기기는 면 광원으로서 OLED가 갖는 특유의 저 발열 특성으로 체내 삽입 시 열에 의한 조직 손상을 방지했으며, 생체적합성 재료 활용을 통해 생체에 미치는 부작용을 최소화했다.

연구팀은 OLED 카테터 플랫폼을 통해 제2형 당뇨병 쥐 모델을 대상으로 동물실험을 진행했다.

그 결과 798 밀리주울(mJ)의 빛 에너지가 전달된 실험군의 경우 대조군에 비해 혈당 감소와 인슐린 저항성이 줄어드는 추세를 확인했다.

또 간 섬유화의 저감 등 기타 의학적 개선 효과을 확인했다.

이는 체내에 OLED 소자를 삽입해 빛 치료를 진행한 세계 최초의 결과다.

공동연구팀(KAIST 등 제공)

유승협 교수는 “생체 의료 응용으로의 OLED 기술 확보는 주로 디스플레이 분야 또는 조명 분야에 국한된 OLED 산업의 새로운 지평을 여는데 중요한 과제 중 하나"라며 "이번 연구는 새로운 응용 분야를 발굴하고 원천기술 확보함에 있어 소자-의학 그룹 간의 체계적인 융합 연구와 협업의 중요성을 잘 보여주는 사례”라고 말했다.

박도현 교수는 “십이지장 내 OLED 광조사가 장내 마이크로바이옴에 영향을 줘 장내 유익균의 증가 및 유해균의 감소를 통한 제2형 당뇨병의 혈당 개선, 인슐린 저항성 감소 및 간 섬유화 억제를 일으키는 것으로 보인다"며 "OLED의 이상적 광 특성을 활용해 인체 내에서 빛 치료 가능성을 본 연구로서 향후 다양한 응용 가능성이 기대된다"고 했다.

이어 "다만 이번 결과는 소형 동물에서 얻어진 것으로 소동물-대동물-사람 등의 순차적인 검증 단계가 필요하고, 그 원리에 관한 연구가 함께 수반돼야 한다"고 강조했다.

이번 연구는 한국연구재단 선도연구센터 사업(인체부착형 빛 치료 공학연구센터) 및 한국전자통신연구원 연구운영비지원사업(ICT 소재·부품·장비 자립 및 도전 기술 개발)의 지원을 받아 수행됐다.

KAIST 유승협 교수 연구실의 심지훈 박사와 채현욱 박사과정, 울산대학교 의과대학 서울아산병원 박도현 교수 연구실의 권진희 박사과정이 공동 제1 저자로 수행한 이번 연구의 성과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스 (Science Advances)’ 온라인 판에 지난 1일 게재됐다.

memory4444444@news1.kr