눈에 착용해 간단하게 안과 질환을 검사할 수 있는 콘택트렌즈 기술이 개발됐다. 한국과학기술원(KAIST) 전기·전자공학부 유승협 교수, 서울대분당병원 우세준 교수, 포항공대(POSTECH) 한세광 교수, PHI 바이오메드, 한국전자통신연구원(ETRI) 공동 연구팀은 유기발광다이오드(OLED)를 활용한 무선 콘택트렌즈 기반 망막 진단 플랫폼을 최초로 개발했다고 12일 밝혔다.
망막전위도(ERG)는 망막의 기능이 정상적으로 작동하는지 측정할 수 있는 안과 진단법이다. 유전성 망막질환 진단이나 망막 기능 저하 여부 검사 등에 활용된다. 환자가 어두운 방 안에서 고정형 장비를 이용해 검사를 받아야 해 공간적 제약이 뒤따른다.
연구팀은 큰 특수 광원을 설치하지 않고도 렌즈 착용만으로도 ERG를 수행할 수 있는 기술을 개발했다. ERG용 콘택트렌즈 전극에 머리카락의 6∼8분의 1 수준인 12.5㎛(마이크로미터·100만분의 1ｍ) 굵기의 유연한 OLED를 집적하고 무선 전력 수신 안테나와 제어 칩을 탑재했다.
기존 눈에 빛을 쏘이는 스마트 콘택트렌즈형 광원은 대부분 무기 발광다이오드(LED)를 활용해 왔으나, 딱딱한 형태의 무기 LED는 한 곳의 점에서 너무 강한 빛이 나오는 점광원 특성으로 인해 열 집적 문제에 취약하다는 한계가 있다.
OLED는 면광원 방식으로 넓고 균일하게 빛을 쏠 수 있으며, 저 휘도(밝기) 조건에서도 충분한 망막 반응을 유도할 수 있다. 실제 비교적 낮은 밝기의 126니트(nit·1니트는 촛불 한 개 밝기)의 휘도 조건에서도 안정적인 ERG 신호를 유도해 기존 상용 광원과 동등한 수준의 진단 신호를 확보하는 데 성공했다.
동물실험 결과 OLED 콘택트렌즈를 착용한 토끼 눈의 표면 온도는 27도 이하로 각막에 열 손상이 없었다. 또 고온 다습한 환경에서도 빛을 내는 성능이 유지돼 실제 임상환경 적용 가능성을 입증했다.
유승협 교수는 “스마트 콘택트렌즈 기술을 접안형 광 진단·치료 플랫폼으로 확장하는 데 활용할 수 있을 것”이라며 “디지털 헬스케어 기술 확대에 도움이 되길 바란다”고 말했다.
헬로티 이창현 기자 |
