망막(Retina) 도감. This diagram shows the retina in relation to the rest of the eye. The photoreceptors (the cones and rods) are visible. Courtesy of All About Vision.
2014년 네이쳐지에 발표된 보고서에 따르면, 설치류(murine) 유래한 원추세포(cone photoreceptor-derived cells; 661W)를 파랑, 하양, 또는 초록색 LED 빛(0.38mW/cm2) 에 노출하였더니, 파랑색 LED는 활성산소(ROS)량을 증가하였으며, 단백질 표현 수준(protein expression level)에 변이(alter)를 일으켰으며, 옵신(S-Opsin; 망막색소 rhodopsin 합성하는 단백질)의 응집을 일으켜, 파랑색 LED에 노출되었던 세포에 큰 손상을 일으키는 결과를 낳았습니다. 이렇듯, 파랑색 LED빛은 primary retinal cells에 손상을 일으켰으며, 해당 손상은 광수용기(photoreceptor) 특이적인(광수용기에 한한) 손상이였습니다. 아세틸시스테인[N-acetylcysteine(NAC)]은 항산화제로서 파랑색 LED에 의한 세포내 손상에 맞서 보호 하였습니다. 일어난 세포 손상을 확인 한 결과 일으키는 주된 원인은 LED 빛의 파장에 좌우되었으며, 강도(energy)에 좌우되지 않았습니다. 다른 색의 LED보다 파랑색 LED에 노출 될 경우 망막 광수용기 에 심각한 손상을 초래 할 수 있었습니다. (Hara et al. 2014.)
“Overall, the LED light induced cell damage was wavelength-, but not energy-dependent and may cause more severe retinal photoreceptor cell damage than the other LED light.”
(Hara et al. 2014.)
"결론적으로 보았을땐, LED 유래 세포 손상은 파장에 좌우되며, 해당 빛의 강도에는 좌우되지 않습니다.
그리고 다른 파장의 빛에 비하여 푸른 LED 빛이 망막 광수용기 세포에 더욱 심각한 손상을 초래하는 것으로 보입니다."
*시력 노화 기전
노인황반변성 [age-related macular degeneration; AMD]는 망막의 기능이 저하되는 질병으로 75세 이상 노인들에게 발병률이 높습니다(30% 이상). 망막에 위치한 chromophores들은 특정 파장에 노출되거나, 파장에 오랫동안 노출 되거나 등의 요소들로 인해 자극을 받으면 세포내 활성 산소가 증가하게 됩니다. 슈퍼옥시드 디스무타아제(Superoxide dismutase; SOD)는 항산화제로 세포내 늘어난 활성산소를 감소시키는데, 체내 SOD 분자량은 나이가 들수록 감소하여, 결국 노화된 안구에 남겨진여분의 활성산소가 AMD의 주범이 됩니다. AMD와 같은 망막 질환은 시력 상실의 주범이 되며, AMD는 망막의 pigment epithelial cells(RPE)의 퇴화로 인해 발생하게 됩니다. RPE 퇴화 뿐만이 아니더라도 활성산소 증가로 인한 산화 스트레스가 광수용기(빛에 민감한 세포조직)를 퇴화시킵니다.
*파랑색 LED가 cone(색깔)광수용기에 일으키는 손상에 대한 기작(Hara et al. 2014)
실험에 사용된 파랑색 LED(from 450 to 495 nm) 는 파장이 짧으며(short wavelength) 다른 색에 비해 강도(energy)는 높은 편에 속합니다. 짧은 파장의 파랑빛은 빛에 민감한 rod-photoreceptor cell을 ‘bleaching’ 하지만 photoreversal 과정을 통해 로돕신을 복구 시킵니다. 하지만 in vivo 실험시 지나친(excessive) 파랑빛에 노출[강도가 크거나, 기간이 긴걸 의미]될 경우 해당 bleaching에 대한 rod-cell 복구 과정이 아주 짧은 찰나의 시간에 여러 번 일어나게 됩니다. 짧은 파장의 옵신(S-opsin)이 응집하는 것은 cone(색깔에 민감)cell에 급격한 퇴화를 일으키게 됩니다. 중간파장-옵신의 퇴화는 쉽게 일으켜지더라도 짧은파장-옵신의 퇴화는 단백질 분효효소(proteasome) 퇴화로 인해, 쉽게 퇴화되지 않는다고 예전부터 보고 되었으나, 이에 맞서, Hara연구진은 지나친 빛에 노출로 인해 짧은파장-옵신이 응집될 경우, endoplasmic reticulum 스트레스의 원인이 되어 cone(색에 민감) 광수용기 세포(실험 사용군:661W cell line)에 큰 손상을 일으키는 것으로 보고 하였습니다.
* 실험에 사용된 빛의 파장과 강도
하양(456-553nm) 1,600 lux
파랑(464nm) 450 lux
초록(522nm) 2,500lux
실험에 사용된 0.38 mW/cm2 에너지는 2,500 lux와 동일함.
A. 실험에 사용된 조성환경 – cell 배양plate에 쥐 망막세포
B. Bright field 현미경으로 촬영한 쥐 망막 세포 형태(morphology) – 형태변이는 파랑, 하양 LED임을 확인
C. 파랑색과 하얀색의 LED 인해 일어난 세포 생존율 감소를 확인 가능한 data(초록색은 아무 변화가 없음)
A- 활성산소 생성률: Blue가 가장 높음à 파랑색 > 하얀색 > 초록색=control과 같음=아무변화 없음.
D- 건강세포는 빨강, apoptotic혹은병든세포는 초록, pre-apoptotic(세포예정사 과정중의) 노랑.
E- 파랑색 LED 에 노출한 세포에서 “pre-apoptotic(노랑)/건강(빨강)”으로 세포 사망율을 구한 결과 시간이 지나며 사망률이 증가하는 것을 확인 할 수 있음.
파랑빛LED로 유도된 활성산소는 MAPK 활성화, MAPK 염증 반응( NF-κB 사이토카인 활성화로 인한) 일으키며, 세포 죽음, 등등 의 일을이 일어납니다. NF-κB 사이토카인은 파랑에서만 확인 되었고 초록이나 하양에서는 검출되지 않았습니다.
Phosphorylated p38 MAPK 은 파랑과 하양에서 모두 발견 되었지만 파랑에서 12hr 하양에서 6hr 부터 감소하였습니다.
A - 파랑LED노출된 S-opsin응집 된걸 확인할 수 있습니다. 응집 정도 파랑>하양>초록
B - 파랑LED노출된 S-opsin응집이 세포 응집(aggregation)에 기여하는 걸 시간별 확인.
C – S-옵신(짧은 파장 옵신) 응집 된 걸 그래프화
푸른 LED 조사하여 손상을 일으킨 망막-광수용기 세포 이론적 기전
S-opsin = 작은파장-옵신 Small-wavelength-opsin
NF-κB(사이토카인), ERK(효소), p38(효소)
MAPK = 유사분열물질 단백질 인산화 효소
Caspase = 카스페이스(아포토시스, 괴사, 염증에 중요한 효소)
Cytochrome C = 항산화제
661W 세포에 푸른 파장 LED 를 조사하였을 시:
1) 활성산소 생성
- 미토콘드리아 손상
- MAPK 활성 혹은 NF-κB 핵내 이동 → 카스페이스 활성화 및 cell death
- 활성화된 NF-κB는 자가포식 활성화 → 지나친 자가포식의 경우 → cell death
2) S-옵신 응집
- 소포제에 스트레스로 작용 à cell death
결론: 푸른 LED 조사하여 손상을 일으킨 망막-광수용기 세포의 death 에는 1) 산화 스트레스 2) 소포체 스트레스 가 원인.
우리의 일상 생활과 근접하여 있는 생활 용품(컴퓨터 스크린, 휴대폰, TV 등)의 위험성을 알리기 위해 진행 된 한 연구에서는 LED가 인간 망막세포(human retinal pigment epithelial cells)에 일으키는 영향을 밝혀내기 위하여 우리의 일상과 근접하여 있는 형광등과, 각기 다른 파장의 LED 빛이 in vitro의 인간 망막 색소 세포에 끼치는 영향에 대한 실험을 진행 하였으며, 각 빛/어둠(12h/12h) cycles로 조성된 환경에 노출 시켰습니다 (Ramos et al. 2012).
모든 LED 발현 빛에 노출된 인간 망막세포들은 손상 되는 것으로 확인 되었습니다.
LED 노출 세포들의 생존율은 75~99%로 저하 하였으며, 세포 apoptosis는 66~89%로 증가 되었습니다. LED 노출은 망막세포 내부적 활성산소를 증가하였으며, DNA 손상을 일으켰습니다.
해당 연구결과에 따르면:
*세포자연사(apoptosis)
형광등 = 3.7%
LED =
하양(88.8%)>파랑(86.1%)>초록(83,9%)>>>빨강(65.5%)
실험에 사용된 빛 파장:
하양(NI), 파랑(468nm), 초록(525nm), 빨강(616nm). [NI = no indication]
해당 연구의 결말: LED 조사가 in vitro 인간 망막세포(human retinal pigment epithelial cells)에 빛/어두움(12hr/12hr) 사이클에 영향을 받는 다.
■ 결론 :
1. 모든 빛이 망막에 안좋다.
2. 망막 손상도는 빛의 강도보다 파장대에 따라 좌우된다.
3. 블루라이트가 가장 안좋다. 미토콘드리아에 활성산소 증가시켜 세포 죽음apoptosis을 일으킨다.
하지만 죽음이 항상 좋지 않은 것만은 아니다. 여드름균인 P. acnes을 비롯한 여러 박테리아 균주에 뛰어난 살균효과를 보인다.
과각화를 비롯하여 염증성 여드름을 동반한 만성 질환을 수반한 피부는 이러한 살균효과의 블루라이트는 우수한 도움이 될 수 있다. 여러 질환으로 인하여 비정상적인 위치와 모양(location and morphology)으로 자리잡게된 피부 세포를 죽음으로 이끌어, 그 자리를 대체할 새로운 건강한 세포를 유도하는 것이다. 세포학적인 관점에서 위치와 모양은 해당 세포의 기능과도 밀접하게 관계되어 있어, 비정상적인 위치에 자란 세포의 모양은 해당 세포의 본 기능을 떨어뜨리게 된다. 그러므로 블루라이트는 살균과 동시에 각화되지 않은 오래된 피부 세포를 죽이고, 새로운 피부 세포의 신생을 유도하여 건강하게 작용한다.
블루라이트 단일로 사용하기 보다, 블루라이트와 원적외선 또는 재생파장의 레드라이트를 함께 사용할 것을 권장하는 이유이기도 하다.
블루라이트는 항균작용과 동시에 세포를 죽음에 이르게 한다면, 재생파장과 탄력파장의 원적외선을 함께 사용하면 죽은 세포의 자리에 신세포의 재생을 유도하게 되어 각종 항염작용과 재생기전이 효율적으로 일어나게 된다.
실제 임상실험에서 여드름이 있는 지성피부를 두그룹으로 나뉘어 20분 블루라이트만 조사한 그룹과 20분 블루라이트와 레드라이트를 모두 함께 조사해본 결과 블루라이트 그룹과 블루+레드 두그룹 모두 여드름 증상 완화되었으나, 블루 단일 그룹보다 블루+레드 그룹에서 호전 효과가 더 많이, 그리고 빨리 일어났다.
위 임상시험으로 알 수 있듯이, 좋은 LED 마스크는 단파장 보다는 여러 조합의 파장을 한꺼번에 조사 할 수 있어야 하며, 알맞는 강도로 때에 따라 자유자재로 조정이 가능해야 할 것이다.
티비를 시청하며 블루라이트 필터링 기능을 썼던 이들에게 좋은 소식은 블루라이트는 망막세포 특이적으로 매우 좋지 않은 것은 사실이지만,
피부세포에게 블루라이트는 유익하다는 점이다.
빛이 피부세포에 작용할때에 가장 우선적으로 고려해야 할 것은 '파장대'(wavelength)다.
파장마다 피부 노출시 피부에 침투하는 깊이가 상이하며, 그 작용 또한 제각각이기 때문.
그 다음으로 고려해야 할 사항은 '강도'(intensity) 이다.
피부위에 빛을 노출시 침투된 범위에 도달한 총 순수한 빛에너지(light-energy)는 피부에 미치는 영향의 정도를 결정짓기 때문입니다.
강도가 너무 높으면, 피부내 도달한 순수 에너지량도 그만큼 증가하며, 피부에 다소 자극적이고, 위험할 수 있으며
강도가 너무 낮으면, 피부내 도달한 순수 에너지량도 그만큼 감소하게 되어, 효능이 다소 떨어 질 수 있기 때문입니다.
가장 이상적인 순수 에너지량은 피부마다 다르지만 임상시험에서는 유의미한 결과를 도출을 위해 0.1~10mW/cm2 정도의 빛에너지가 가장 흔히 사용되었다. 가장 높았던 에너지량은 20mW/cm2 였지만, 인간이 아닌 쥐를 대상으로 한 실험이였다.
■LED 마스크는 의료기기일까~? 미용기기일까~?
사실 정답은 없다. LED 마스크는 의료기기로도, 미용기기로도 개발할 수 있기 때문이다.
미용기기는 청결, 미화하여 매력을 더하며, 신체에 작용하는 실질적인 효과는 경미한 수준이지만,
의료기기는 신체의 특정 병을 고치고, 증상을 개선하는 의학적인 효과가 입증되어야 한다.
그래서 대부분의 시중의 피부관리기기들은 미용기기 허가증으로 만족한다.
의료기기 허가 등록의 기준이 매우 엄격할 뿐만 아니라, 그 절차도 매우 까다롭기 때문에, 의료기기 등록에 소요 되는 전문 인력, 시간 등 소비 비용이 만만치 않기 때문이다.
소비성이 강한 미용제품들은 특정 기간이 지나면, 시대에 뒤쳐지고, 트렌드에서 밀려난다- 제품의 인기 수명이 다소 짧은 것에 더불어 소요 비용이 다소 높은 의료기기 허가증은, 등록하더라도 얻게 되는 부수입 창출의 규모가 유의미할 정도가 아니기 때문이다.
의료기기, 미용기기 등의 구분이 생소하여 전문가 제외, 잘알려지지 않은 것이 현재 시장의 실정이며, 미용과 신기술의 융복합 제품인 미용기기가 시장으로 진입하게 된 시점이 얼마 지나지 않은 점도 있다.
■ "주름개선/탄력개선/톤업/리프팅 개선..."
제품 사양란에 적힌 문구.. 믿어도 될까요?
다만 '어떤 특정한 효과가 있다'라는 광고문구가 적힌 LED마스크제품은 반드시 의료기기 허가를 받았는지 확인한 후 구매해야 한다.
지난 2019년 9월, 의료기기 허가가 없이 '주름개선, 미백 개선에 효과가 있다'등의 의료기기로 오인할 수 있는 허위광고를 한 시중의 LED마스크제품이 무더기로 적발됬다.
▲2019년 9월 실제 보도된 식약처측 자료로 의료기기 인증을 받지 않은, 근거없는 LED마스크의 허위광고 사례를 집중적으로 보도하고 있다.
이처럼 타당한 근거가 없거나 검증되지 않은 제한된 자료를 바탕으로 효능이나 효과를 표방하는 사례가 늘고 있으니,
LED 마스크 구매 시 검증되지 않은 광고에 현혹되지 않도록 주의해야 한다!
무분별한 '주름 개선, 미백 개선, 안면 리프팅' 등의 의학적 문구가 난무하는 시대에,
진짜 효능이 있는 제품과 그렇지 않은 제품을 거르는 팁은
바로, 식약처 등록 완료된 '의료기기 허가증'의 유무를 확인하는 것이다!
수많은 임상시험과 연구의 결과물로 광고하는 효과의 타당성을 공식적으로 인증 받은 제품과 그렇지 않은 제품은 분명 다르다.
■닥터오라클xLED 마스크
학술내용에 제품 광고는 지양하고자 노력한다. 회사에서 제품 홍보를 지시하거나 할 것 같지만 전혀 그렇지 않다. 오히려 제일 많이 들었던 조언은 학술인데 제품 얘기는 최대한 아끼고 성분과 피부에 대한 진실을 캐는 순수 학술을 해보자 이다 (대표님은 진정 꿈꾸는 의사는 아니실까? 일단 매출부터 올리자구요...ㅠㅠ)
그럼에도 꿋꿋이 오늘 포스트에 닥터오라클X마스크 홍보를 하는 이유는??
너무 좋아서 혼자 알기 아깝기 때문이다.
너무 좋아서, 주변 지인들한테 다 수소문해두고 저자도 이미 한대 사두었다. (꺄약 카드값 흑흑)
제품 사양부터 남다르다.
강XX를 모델로 앞세운 기존 LED마스크 중에서도 최고로 인정받던 셀XX가 얼굴만 커버했다면,
닥터오라클마스크는 두피도 함께 커버하여, 탈모 증상을 완화하는 의학적인 성능을 탑재했다!
얼굴부위에만 무려 4,036개,두피에는 무려 480개의 LED 전구를 탑재하여,
총 4,516개에 달하는 LED 수량은 기존 타 셀XX 기기의 10배하고도 더욱 많은 조사량을 자랑한다.
오목렌즈로 에너지 침투량을 증가! 효능도 함께 증가!
각 LED 전구에 광입자를 모아주어, 피부내 효율적인 침투를 돕는 오목렌즈도 꼼꼼하기 그지 없다.
속이 움푹하게 들어간 오목렌즈는 LED를 통해 조사된 빛에너지가 여러 방향으로 분산되지 않고, 피부의 한 부위로 집중 침투 되도록 돕는다.
각각의 전구에 하나 하나 덧입혀진 오목렌즈야 말로 creme dela creme(불어로 크림에서 찾은 제일 부드러운 부분만큼이나 최고인 격)이다.
LED에서 방출된 빛에너지는 이렇게 오목렌즈를 덧입힘으로서, 의학적 원리의 효율성을 뼛속까지 끌어 올렸다.
저자는 전구처럼 보이지도 않을 정도로 촘촘히 박힌 LED를 직접 자로 재보았다.
전구와 전구사이(오목렌즈는 치지 않고)의 거리만 재도 5mm가 나오는, LED와 피부의 상호작용원리를 너무나도 잘 이해하고, 꼼꼼하게 지은 한국 장인의 솜씨가 돋보였다.
이렇게 침투된 건강한 광에너지는 미토콘드리아, 골지 등 세포기관 내 각종 대사작용을 도우며 미백, 주름, 탄력, 피부톤, 리프팅, 기미, 모공, 노폐물 배출, 살균, 항염, 피부결개선 등의 다양한 의학적 효과를 내는 것이다.
■"파장대는 ...보나마나 빨강, 파랑, 보라 중 하나이려니... "
전형적인 현혹된 소비자역활을 도맡던 이들은 집중!!!
닥터오라클LED마스크는 총 단파장(single mode)으로만 무려 5개의 파장을 조사하며,
각 단파장을 조합하여 다파장 조사시 의학적 작용 효율성이 증대하는 원리를 토대로
다파장(combination mode)으로만 무려 7개
단파장, 다파장 모두 합쳐 무려 12 파장대의 빛 조사를 거뜬히 해내는 기특한 녀석이다.
무려 12가지 모드의 파장대 방출이 가능하다
마스크제품으로 이렇게 많은 종류의 파장이 가능한 제품도 흔치 않을 것이다.
얼굴만 할 시간에 두피컨디션도 함께 개선시킬 수 있는 여러모로 유익한 녀석이다.
파장의 강도는 5가지 모드로 조정할 수 있어 편하며, 뿐만 아니라 타이머 기능까지 있다.
장점은 이외에도 무지 많다.
나열하자면
얼굴로 부터 2센치 간격을 두도록 설계되어 있기 때문에,
얼굴에 바짝 붙어있어 짜증유발하는 타제품을 사용하다 지친 이들에게 생수 같은 it아이템이다.
그뿐이랴,
인공지능이 탑재된 블루투스가 삽입 되어 있어 마스크를 착용하고도 계속 음악이나 뉴스를 들을 수 있다.
LED 전구 하나하나에 꼼꼼히 덧씌워진 렌즈는 LED마스크의 클래스를 구분짓는 기준점이다.
순수 광(光) 에너지가 피부 속 깊숙히 침투되도록
정밀하게 설계되어진 정성이 티가 나도록 돋보이는 제품이다.
파장대 별로 작용 기전이 상이 하니, 이를 적절히 조율하여, 본인 피부에 알맞는 파장대로 피부에 공급이 가능하게 하는 조밀하고 세밀한
개인화 되어 가는 트렌드에 발맞추어, 본인피부에 들어 맞는, 조밀하고 세밀하게 조정한 컨디셔닝이 가능한
최고급 프리미엄 LED마스크가 런칭하였다.
참고문헌:
Cohen et al. 2016. Light-induced retinal damage using different light sources, protocols and rat strains reveals LED phototoxicity. Neuroscience. Retreived from (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306452216305243)
Hara et al. 2014. Damage of photoreceptor-derived cells in culture induced by light emitting diode-derived blue light. Nature. Retreived from (https://www.nature.com/articles/srep05223?report=reader)
Ramos et al. 2012. Effects of Light‐emitting Diode Radiations on Human Retinal Pigment Epithelial Cells In Vitro. Photochemistry and photobiology. Retreived from (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1751-1097.2012.01237.x)
Rao et al. 2014. Protective effect of light emitting diode phototherapy on fluorescent light induced retinal damage in Wistar strain albino rats. Annals of Anatomy – Anatomischer Anzeiger. Retreived from (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0940960214000387)
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