국내 연구진이 착용하는 것만으로 망막 검사가 가능한 유기발광다이오드(OLED) 콘택트렌즈를 세계 최초로 구현하는데 성공했다.
한국과학기술원(KAIST) 전기및전자공학부 유승협 교수 연구팀은 서울대분당병원 우세준 교수, 포스텍 한세광 교수, PHI바이오메드, 한국전자통신연구원(ETRI)과 공동으로 OLED를 활용한 세계 최초의 무선 콘택트렌즈 기반 웨어러블 망막 진단 플랫폼을 개발했다고 12일 밝혔다. 이 기술은 큰 특수 광원 설치 없이 렌즈 착용만으로 망막전위검사를 수행할 수 있다.
망막전위도(ERG)는 망막의 기능이 정상적으로 작동하는지 측정할 수 있는 안과 진단법으로, 유전성 망막질환 진단이나 망막 기능 저하 여부 등 검사에 폭넓게 활용된다. 지금까지는 어두운 공간에서 고정된 ERG 장비로 망막전위검사를 진행했다.
하지만 이번에 개발된 진단장비는 복잡한 장비없이 밝은 곳에서 눈을 감은 상태에서도 망막 이상여부를 검사할 수 있다. 머리카락보다 훨씬 얇은 12.5마이크로미터(μm) 두께의 OLED를 눈에 착용하면 된다. 이 렌즈에 집적돼 있는 무선안테나와 제어칩을 통해 ERG 진단을 할 수 있다. 특히 OLED는 넓고 균일한 조사가 가능하며, 저휘도 조건에서도 충분한 망막 반응을 유도할 수 있다.
동물실험 결과, OLED 콘택트렌즈를 착용한 토끼의 눈에서 표면 온도가 27°C 이하로 유지돼 눈을 덮고 있는 각막에 열로 인한 손상을 주지 않았고, 고온 다습한 환경에서도 빛을 내는 성능이 유지됨으로써 실제 임상 환경에서도 유효하고 안정적인 ERG 검사 도구가 될 수 있음을 입증했다.
연구진은 이 차세대 안과진단 기술을 앞으로 근시 치료, 안구 생체신호 분석, 증강현실(AR) 시각 전달, 광 기반 뉴로자극 등 다양한 분야로 응용이 가능할 것으로 기대하고 있다.
유승협 교수는 "초박막 OLED의 유연성과 확산광 특성을 콘택트렌즈에 접목한 것은 세계 최초의 시도이며, 이번 연구는 기존 스마트 콘택트렌즈 기술을, 빛을 이용한 접안형 광 진단·치료 플랫폼으로 확장하는 데 도움이 될 것"이라며 "디지털 헬스케어 기술 확대에 도움이 될 수 있으면 좋겠다"고 밝혔다.
KAIST 심지훈 박사, 채현욱 박사, 김수본 박사가 공동 제1저자로 PHI 바이오메드의 신상배 박사와 협력해 핵심적 역할을 담당했으며, 유승협 교수(KAIST 전기및전자공학부), 한세광 교수(POSTECH 신소재공학과), 우세준 교수(서울대학교 분당병원)가 교신저자로 참여한
이번 연구결과는 국제학술지 에이시에스 나노(ACS Nano) 5월 1일자 온라인에 게재됐다.
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