KAIST 연구진이 얼굴 굴곡에 밀착해 빛을 고르게 전달하는 LED 마스크를 실제 사람에게 적용한 결과 미백 관련 5개 지표가 개선되고, 피부 재생 주사와 함께 사용할 경우 피부 속 탄력 개선율이 약 4배 높아지는 것을 확인했다.
KAIST는 신소재공학과 이건재 교수가 이끄는 공동연구팀이 유연한 면발광 마이크로 발광다이오드(LED)와 얼굴 굴곡에 맞춰 각 부분이 따로 움직이는 3차원 탄성 지지대를 결합한 얼굴밀착형 LED 마스크를 활용해 피부 미백과 탄력 개선 효과를 확인했다고 2일 밝혔다.
이번 연구는 KAIST와 아모레퍼시픽 연구진이 공동으로 수행했다.
연구팀이 개발한 마스크는 작은 LED를 촘촘하게 배열해 점이 아닌 넓은 면에서 고르게 빛을 내는 방식이다. 코·볼·턱처럼 높낮이가 다른 얼굴 굴곡에도 밀착할 수 있도록 3차원 탄성 지지대를 적용했다.
기존의 딱딱한 LED 마스크는 코처럼 튀어나온 부분과 눈 밑이나 볼처럼 들어간 부분에 동시에 밀착하기 어렵다. LED와 피부 사이에 틈이 생기면 빛의 반사가 늘어 피부에 전달되는 광량이 줄고, 열이 집중될 경우 저온화상 위험도 커질 수 있다.
연구팀은 앞서 2024년 얼굴 굴곡을 따라 밀착되는 면발광 LED 마스크를 개발해 기존 LED 마스크보다 피부 속 탄력 효과가 최대 340% 향상되는 것을 확인했다. 이번 연구에서는 실제 사람을 대상으로 미백 효과를 확인하고 피부 재생 주사와 함께 사용했을 때 탄력 개선과 시술 후 회복에 미치는 효과를 검증했다.
연구팀은 피부에 흡수돼 세포 활동을 촉진하는 630나노미터(nm·10억분의 1미터) 적색광을 밀착형 마스크를 통해 피부에 조사했다. 그 결과 마스크를 사용한 부위는 사용하지 않은 부위보다 피부 밝기와 톤 균일도가 향상됐다.
각질량과 기미의 개수 및 면적 등을 포함한 대표적인 미백 관련 5개 지표에서도 개선 효과가 나타났다. 이 같은 효과는 사람에게서 얻은 피부 조직에서도 확인됐다.
피부 재생에 활용되는 DNA 유래 물질인 폴리뉴클레오타이드(PN) 주사와 병행했을 때는 피부 탄력 개선 효과가 더 높아졌다. 얼굴 한쪽에 피부 재생 주사만 적용했을 때 피부 속 탄력 개선율은 약 3%였지만, 다른 쪽에 주사와 밀착형 LED 마스크를 함께 적용했을 때는 약 13%로 약 4배 높은 개선율을 보였다.
연구팀은 밀착형 마스크를 통해 전달된 적색광이 진피 내 세포의 미토콘드리아를 활성화해 세포 에너지원인 ATP(아데노신삼인산) 생성을 늘리고, 주사만으로 충분히 유도되지 못했던 재생 반응을 끌어올린 것으로 분석했다. 미세 주사 바늘로 인한 피부 손상과 염증도 빠르게 완화됐다.
해당 논문은 국제 학술지 ‘나노 에너지(Nano Energy)’ 10월호에 게재됐다. 논문명은 ‘Clinical validation of skin brightening and rejuvenation enabled by a skin-conformable surface-emitting micro-LED mask with injection’이며, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 선도연구센터(ERC) ‘글로벌 생체융합 인터페이싱 소재 센터’의 지원을 받아 수행됐다.
이건재 KAIST 신소재공학과 교수는 “이번 연구는 가정용 LED 마스크가 피부 재생을 넘어 미백 효과까지 제공할 수 있음을 임상적으로 확인하고, 피부에 밀착해 빛을 전달하는 것이 중요함을 보여준 것”이라며 “피부 재생 주사와 함께 사용할 경우 피부 탄력 개선과 시술 후 회복 효과를 높여, 병원 시술의 효과를 일상으로 이어가는 클리닉·홈케어 연계 플랫폼으로 확장될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
헬로티 이동재 기자 |
