분당서울대병원 안과 우세준 교수, KAIST 유승협 교수, POSTECH 한세광 교수, KAIST 심지훈 박사, 채현욱 박사, 김수본 박사(왼쪽부터)
[더파워 유연수 기자] 착용만으로도 눈을 감은 상태에서 망막 검사가 가능한 콘택트렌즈 기술이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다.
분당서울대병원은 12일 KAIST, POSTECH, ㈜PHI바이오메드, 한국전자통신연구원과 공동 연구를 통해 유기발광다이오드(OLED)를 적용한 세계 최초 무선 콘택트렌즈 기반 웨어러블 망막 진단 플랫폼을 개발했다고 밝혔다. 이번 기술은 대형 장비 없이 렌즈 착용만으로 망막전위검사(ERG)를 수행할 수 있어 기존의 복잡한 안과 진단 환경을 획기적으로 단순화할 수 있을 것으로 기대된다.
망막전위도(ERG)는 망막이 빛 자극에 반응해 발생하는 전기 신호를 측정하는 검사로, 유전성 망막질환 진단이나 백내장 수술 전 예후 평가 등 다양한 안과 진단에 활용된다. 그러나 기존 ERG는 어두운 공간에서 대형 고정 장비로 눈을 뜬 채 정지 상태에서 받아야 하는 등 공간 제약과 환자 피로도가 컸다.
이를 해결하기 위해 연구팀은 착용형 무선 OLED 콘택트렌즈 기반의 새로운 빛 자극 시스템을 개발했다. OLED는 면 전체에서 빛을 발산하는 표면광원으로 망막 전체를 고르게 자극할 수 있는 특성을 지닌다. 연구팀은 두께 약 12.5㎛(머리카락의 0.15배) 초박막 유연 OLED를 ERG용 콘택트렌즈 전극에 정밀 결합하고, 무선 전력 수신 안테나와 구동 제어 칩까지 탑재해 별도의 유선 연결 없이 독립적으로 작동 가능한 시스템을 구현했다.
전력 공급에는 자기장 유도 결합 방식을 적용했다. 안정성이 높은 433MHz 주파수를 사용해 무선 전력을 안정적으로 전달하고, 스마트폰과 연동되는 수면안대 형태의 무선 컨트롤러를 통해 전원을 공급받을 수 있도록 설계했다.
동물실험에서는 OLED 콘택트렌즈를 착용한 토끼의 눈에서 기존 광 자극과 동일한 수준의 ERG 신호가 안정적으로 유도됐다. 무선 전력 구동 시에도 동일한 결과가 확인됐다. 착용 상태에서도 표면 온도는 27℃ 이하로 유지돼 각막 손상을 방지했으며, 고온다습한 환경에서도 빛 성능이 유지돼 임상 환경에서도 안정적 사용이 가능함을 입증했다.
이 기술로 환자는 눈을 감은 상태에서도 검사가 가능해 소아, 고령 환자, 수면 중 검사 등 다양한 상황에서 활용할 수 있다. 향후 근시 치료, 안구 생체신호 분석, 증강현실(AR) 시각 전달, 광 기반 뉴로자극 등 응용 분야 확대도 기대된다.
우세준 교수는 “콘택트렌즈에 OLED를 접목해 망막에 무선으로 빛 자극을 전달할 수 있는 혁신적 플랫폼을 제시했다”며 “망막 질환 진단과 치료는 물론 가상현실 분야까지 확장 가능한 미래형 기술”이라고 말했다. 유승협 교수는 “초박막 OLED의 유연성과 확산광 특성을 접목한 세계 최초 시도로, 접안형 광 진단·치료 플랫폼 확장에 기여할 것”이라고 밝혔다.
이번 연구에는 KAIST 심지훈·채현욱·김수본 박사가 공동 제1저자로 참여했으며, ㈜PHI바이오메드 신상배 박사가 협력했다. 연구 성과는 국제 학술지 ‘ACS Nano’에 게재됐다.
