[임성규의 라이트 테라피] 적색선과 근적외선의 치료 효과

빨간색 빛을 내는 레이저 포인터를 손톱 뒷쪽 피부에 쪼이면, 손톱 끝이 빨간색으로 보인다. 하지만 초록색 빛을 내는 레이저 포인터로 손톱 뒷쪽 피부에 쪼이면 초록색 레이저가 보이지 않는다. 빨간색 빛이 피부 속으로 1~2cm 정도의 깊이까지 통과해 진행하기 때문입니다.

빨간색 빛이나 초록색 빛을 내는 레이저 포인터를 손가락의 손톱 뒷쪽 피부에 쪼이면 빨간색 레이저 포인터로부터 나오는 빛은 피부를 통과해 진행하므로 손톱 끝이 빨간색으로 보이나 초록색 레이저 포인터의 경우에는 손톱 부분에 초록색 빛이 보이지 않습니다. 이는 빨간색 빛을 피부에 대면 빨간색 빛이 피부 속으로 1~2cm 정도의 깊이까지 통과해 진행하기 때문입니다.

그러나 초록색 빛의 경우에는 대부분 피부표면에서 바로 흡수되거나 반사되어 빛이 피부를 통과하지 못하므로 손톱 끝이 초록색으로 보이지 않습니다. 이와 같이 빛의 색깔에 따라서 피부 속으로 빛이 들어갈 수 있는 깊이가 다릅니다. 식물이 빛을 받아 양분을 만들어내는 것과 유사하게 빛이 피부 속으로 들어가게 되면 피부 속의 세포에서 빛이 조금씩 흡수 되어 세포가 생체에너지를 빨리 만들어 내도록 도움을 줍니다.

눈에 보이는 가시광선 중에서는 빨간색 빛이 피부 속으로 약 1~2cm 깊이까지 들어갈 수 있습니다. 눈에 보이지 않는 빛 중에서 자외선, 파란 빛, 녹색 빛은 피부 속으로 깊이 침투하지 못하며 피부에서 반사되거나 피부표면에서 대부분 흡수가 됩니다.

빨간색 빛에 가까우면서 눈에 보이지 않는 근적외선(near infrared) 빛은 피부에 쪼이면 피부 속 3~4cm 깊이까지 침투되어 세포에 흡수됩니다. 이와 같이 태양으로부터 발생되는 여러 가지 빛 중에서 빨간색 빛과 근적외선 빛은 피부 속으로 침투되어 질병치료에 많이 이용되고 있습니다.

지금으로부터 약 50여년전에 헝가리의 의과대학의 Endre Mester 교수는 당시에 발명된 빨간색 빛을 내는 루비 레이저(laser)를 이용해 쥐의 피부에 상처를 낸 후에 빨간색 레이저 빛을 쥐의 피부에 쪼여주었습니다.

일정한 기간이 지난 후에 확인해 보니 빨간색 레이저 빛을 쪼인 쥐의 털이 빛을 쪼이지 않은 쥐에 비해 훨씬 더 길게 자란 것과 레이저 빛을 쪼인 쥐의 상처부위가 레이저 빛을 쪼이지 않은 쥐에 비해 더 빨리 치유됐다는 사실을 관찰하게 됐습니다.

이와 같은 시험을 통해 피부에 상처를 주지 않는 저출력 레이저로부터 발생되는 빨간색 빛을 피부에 쪼여주면 상처를 더 빨리 아물게 하거나 머리카락을 더 빨리 자라나게 하는 치료에 이용할 수 있다는 사실을 확인하게 됐습니다. [1] 빨간색 레이저 빛이 치료에 사용될 수 있다는 사실이 알려진 이 후에 광치료 효과에 대한 다양한 임상시험 논문이 발표됐으며 또한 광치료 원리를 찾아내기 위한 연구도 계속됐습니다.

지난 10여년 전부터 다양한 색의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 레이저가 개발되어 이를 이용한 저출력 레이저 광치료기가 많이 출시됐습니다. 요즘 피부과 병원에는 저출력 레이저를 이용한 다양한 광치료기들이 구비됐으며 피부과 의사의 관리아래 환자들이 병원을 방문해 피부관리, 통증치료 등 미용 및 치료를 목적으로 광치료를 받고 있습니다.

병원에서 사용되는 대부분의 광치료기는 레이저를 이용해 제작되어 개인이 사용할 수 없었으나 최근에는 반도체 레이저에 비해 가격이 저렴하고 성능이 유사하며 사용하기에 안전한 반도체 엘이디(LED)가 출시되어 빨간색 빛과 근적외선 빛을 방출하는 LED를 이용해 만들어진 다양한 광치료기를 가정에서 개인용으로 사용할 수 있게 됐습니다.

지난 50여년 동안 빨간색 빛과 근적외선 빛을 이용한 광치료기를 이용해 다양한 임상시험이 수행되어 왔고 다양한 제품이 출시됐으나 아직까지 광치료기 사용에 의한 특별한 부작용은 보고 된 바가 없습니다. 이러한 임상시험의 결과를 이용해 최근에는 사용하기에 안전한 LED 광치료기가 무릎, 발목, 손목, 허리, 어깨 등 통증이 있는 부위의 통증완화 및 상처치유를 위해 사용되고 있으며 또한 주름감소 및 피부관리, 탈모예방 및 발모촉진, 지방분해를 통한 다이어트 등을 위한 건강기기로서 사용되고 있습니다. [2,3,4]

임성규 교수는 서울대학교 전자공학과를 졸업(학사, 석사)했으며, Oregon State University에서 Electrical and Computer Engineering으로 박사 학위를 받았습니다. 현재는 단국대학교 공과대학 전자전기공학부 교수로 재직중입니다. 임 교수는 전자공학을 전공했으나 지난 15년간 라이트 테라피(light therapy) 기술을 연구해 헬스, 뷰티, 의료분야에 적용하고 있습니다. 인간이 건강하고 아름답게 사는 것에 기술을 응용하고자 연구하고 있습니다.

참고문헌
[1] Michael R. Hamblin, Photobiomodulation or low-level laser therapy, Journal of Biophotonics, Vol. 9, Issue 11-12, 2016, pp.1122–1124
[2] K-Y Han, Sungkyoo Lim, Red and Near Infrared Light from Light Emitting Diodes for Therapeutic Applications, Nanoscience and Nanotechnology Letters, Vol. 8, No. 1, 2016, pp.90-93
[3] Sungkyoo Lim, Phototherapy and the benefit of LED, Journal of SID, Vol.19, Issue 12, 2011, pp.882-887
[4] www.nasa.gov/centers/marshall/images/content/522936main_1001321_516x343.jpg