LG전자가 지난해 하반기 출시한 피부 관리기 'LG 프라엘'(LG Pra.L)은 없어서 못 팔정도로 뜨거운 인기를 누리고 있다. 200만원에 육박하는 고가임에도 주문이 폭증하자 LG전자는 최근 증산에 돌입했다.
피부 미용기기인 프라엘은 기본적으로 발광다이오드(LED) 불빛의 파장을 이용하는 방식이다. 그동안 단순한 조명기구쯤으로 여겨진 LED는 어떻게 피부를 탱탱하게 만들고 차세대 의료기구로 급부상했을까.
23일 관련 업계에 따르면, 최근 몇 년 새 LED는 조명에서 미용, 의료기기 등으로 빠르게 영역을 넓혀가고 있다. LED의 진가를 알아본 미국 등 해외에서는 일찌감치 다양한 분야로 활용하고 있다.
미국 항공우주국(NASA)은 1999년 LED를 피부나 근육에 쪼이면 평소보다 3배 정도 빨리 성장한다는 연구결과를 발표했다. 원래는 우주에 가지고 간 식물을 빠르게 자라게 하려고 개발한 LED였다.
LED는 전류를 흘려주면 빛을 내는 반도체다. 자외선(파장범위 400nm 이하)과 적외선(700nm 이상), 가시광선(380nm~800nm) 등 모든 빛을 낼 수 있기 때문에 피부미용이나 의료에도 접목하는 추세다. 실제 미국 식품의약국(FDA)이 'LED 광 치료기'(가시광선, 근적외선 영역)를 승인한 이후 피부질환 치료에 LED가 보편화됐다.
한국전자통신연구원(ETRI)의 '피부질환 치료용 LED 치료기' 논문에 따르면, LED 광원을 피부에 쬘 경우 콜라겐과 엘라스틴의 생성이 촉진된다. 이는 주름 발생을 억제해 피부가 촉촉하게 탄력을 유지하도록 돕는다.
이는 LED 광선요법(phototherapy)으로 불린다. 특히 청색 LED 광을 피부에 쏘면 여드름의 발생 원인이 되는 박테리아를 소멸시키면서 염증을 가라앉히는 효과는 이미 증명됐다. 여드름 치료에는 415 나노미터(nm) 대역의 피부질환 LED 치료기가 쓰인다.
배성범 ETRI 차세대LED연구팀 선임연구원은 "LED 광원을 이용한 의학적 치료는 치유(healing)와 염증발생의 억제 특성으로 설명될 수 있다"며 "LED 광원을 이용한 치료는 염증 유발자의 역반응에 의한 병변을 제거하는 방법을 통해 가능하다"고 설명했다.
여기서 핵심은 LED 광원을 피부에 얼마나 깊이 침투시키느냐와 함께 빛의 출력을 피부 특성에 맞춰 제대로 조절했느냐다. 단순히 LED를 피부에 쏜 것만으로는 주름개선이나 여드름 치료 등의 효과를 기대하기는 힘들다.
예컨대, 400nm에 달하는 파장 광은 1미리미터(㎜) 이하로 투과됐다. 514nm 파장 광은 0.5~2㎜에 투과됐으며, 630nm는 1~6㎜까지 내려간 것으로 나타났다.
김진태 ETRI 차세대 LED연구팀 선임연구원은 "건강하지 않은 상태의 세포조직은 건강한 세포조직에 비해 빨리 LED 광원에 반응한다"며 "세포와 세포조직은 각각의 고유한 광 흡수 특성을 갖고 있기 때문에 광이 목적하는 세포나 세포조직까지 침투할 수 있는 파장을 선정하는 것이 중요하다"고 설명했다.
이런 주름개선효과 외에도 생물의 성장 효과는 삼성전자가 지난달 출시한 작물 재배용 LED 조명에서 볼 수 있듯이 식물 개화와 성장, 광합성 촉진에 최적화된 660㎚(나노미터) 적색 파장을 쏜다. UV(자외선) LED는 파장에 따라 세균이나 바이러스를 없애는 살균 기능을 하기 때문에 정수기나 의료·바이오 분야에 쓰이는 추세다.
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