간단한 패치 피부에 부착···여드름·염증 치료 '일석이조'

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 피부에 얇고 투명한 패치를 부착해 여드름과 염증을 함께 치료할 가능성을 제시했다.

기초과학연구원(IBS)은 박장웅 나노의학 연구단 교수 연구팀이 이상영 UNIST 교수팀, 밀라노대학 연구팀과 피부에 부착해 여드름과 염증을 치료하는 투명 온열패치를 개발했다고 8일 밝혔다.

투명한 스마트 온열 패치(왼쪽), (우)패치를 손등에 부착한 모습.<자료=기초과학연구원>

여드름과 염증은 남녀노소 고민하는 피부질환이다. 이러한 피부질환은 피부에 따뜻한 열을 가해주는 온열 요법으로 치료할 수 있다. 피부에 열을 가해 혈관이 확장되면 혈액순환이 원활해져 염증이 완화되고, 피부를 구성하는 콜라겐 분자의 운동이 활발해져 약물의 침투를 돕기 때문이다.

기존 온열패치는 구동 모듈과 배터리가 별도로 필요하고, 부피가 커 부착 가능한 부위가 한정적이었다. 또 투명하지 않아 쉽게 눈에 띄었다. 연구팀은 전극, 배터리, 무선통신 요소 등 모든 구성요소가 투명하고 유연한 온열패치 개발에 성공하고 효과를 실험으로 입증했다.

연구팀은 전극을 투명하면서도 유연하게 만들기 위해 ‘메탈릭 글래스’와 ‘나노 와이어’를 이용했다. 인듐주석산화물을 소재로 한 기존 투명전극은 휘어지거나 늘어나지 않아 피부 부착 장치의 부품으로 적합하지 않기 때문이다.

연구팀은 신축성이 뛰어난 메탈릭 글래스를 1차원 섬유 형태로 만들어 미세한 그물 구조로 제작했다. 그물 사이의 빈공간은 나노미터 두께의 얇은 실인 나노 와이어로 채워 전도성이 높고 유연한 투명전극을 구현했다.

또 ‘전기수력학 프린팅 기법’을 이용해 은 잉크를 격자무늬로 찍어내 투명 배터리를 제작했다. 전기수력학 프린팅 기법은 정전기적 힘으로 전극물질과 전해질을 마이크로미터 단위로 정밀하게 출력해낸다. 전극과 배터리는 통신 회로와 연결돼 무선으로 패치를 충전할 수 있다. 충전한 패치를 가볍게 누르면 온열이 발생해 언제 어디서든 사용할 수 있다.

연구팀이 패치로 피부에 1분 정도 온열을 가한 후 피부의 생리학적 변화를 관찰한 결과, 혈류량이 13분 동안 증가하고 수분 흡수도는 약 1.9배 증가했다.

박장웅 연구위원은 “투명하면서 유연한 무선충전 온열패치를 선보였다”며 “미용 산업과 의료 분야 등에 활용될 뿐 아니라 피부에 부착하는 차세대 웨어러블 기기 플랫폼이 될 것”이라고 기대했다.

연구결과는 국제 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’에 8일자로 출판됐다.