최근 적색광과 근적외선을 활용하는 PBM(Photobiomodulation, 광생체조절) 기술에 대한 관심이 높아지고 있습니다.

PBM은 단순히 피부를 따뜻하게 만드는 온열 기술과는 개념이 다릅니다. 특정 파장의 빛을 생체 조직에 전달했을 때 나타나는 광생물학적 반응을 활용하는 기술이며, 적색광과 근적외선 영역을 중심으로 다양한 연구가 진행되고 있습니다. 최근 문헌에서도 PBM은 조직을 절개하거나 의미 있는 열 손상을 발생시키는 방식이 아닌, 낮은 강도의 비전리광에 의해 생물학적 반응을 유도하는 개념으로 설명됩니다.

그렇다면 PBM은 우리 몸에서 어떤 원리로 작용하며, 파장과 조사량은 왜 중요할까요?

PBM(광생체조절)이란?

BM은 Photobiomodulation의 약자로, 우리말로는 ‘광생체조절’이라고 합니다.

주로 적색광(Red Light)과 근적외선(Near-Infrared Light)을 이용하며 레이저뿐 아니라 LED 광원도 PBM 연구에 활용됩니다. 과거에는 LLLT(Low-Level Laser Therapy 또는 Low-Level Light Therapy)라는 용어가 널리 사용됐지만, 현재는 PBM이라는 표현이 포괄적인 용어로 사용되고 있습니다.

쉽게 표현하면 PBM은 ‘빛의 열’보다 ‘빛 에너지와 생체조직의 상호작용’에 주목하는 기술입니다.

그래서 PBM을 이해할 때 단순히 “얼마나 따뜻한가?”만 보는 것은 충분하지 않습니다.

PBM은 어떤 원리로 연구되고 있을까?

PBM의 작용 기전을 설명할 때 자주 등장하는 것이 미토콘드리아(Mitochondria)입니다.

미토콘드리아는 세포에서 에너지 생산에 중요한 역할을 하는 세포소기관입니다. PBM 연구에서는 적색광과 근적외선의 광자가 세포 내 광수용체와 상호작용하면서 미토콘드리아 기능과 ATP 생성, 산화환원 신호 등의 변화와 연결될 가능성이 연구되어 왔습니다. 다만 세부적인 분자 기전에는 여전히 연구·논의가 진행되는 부분도 있습니다.

따라서 PBM은 외부에서 강한 물리적 자극을 가하는 방식보다는,

빛 → 세포의 광수용 반응 → 생체 반응

이라는 흐름으로 이해하면 조금 더 쉽습니다.

PBM에서 ‘파장’이 중요한 이유

PBM을 찾아보다 보면 다음과 같은 숫자를 쉽게 접하게 됩니다.

660nm, 810nm, 830nm, 850nm, 940nm…

여기서 nm(나노미터)는 빛의 파장(Wavelength)을 나타내는 단위입니다.

파장이 달라지면 생체 조직에서 빛이 흡수되고 산란되는 특성 역시 달라집니다. 일반적으로 적색광보다 근적외선 영역의 빛이 보다 깊은 조직을 대상으로 하는 PBM 연구에서 많이 활용됩니다. 하지만 실제 도달 정도는 파장 하나만으로 결정되는 것이 아니라 광원, 출력, 피부 및 조직 특성 등 여러 조건의 영향을 받습니다.

따라서 여러 파장을 사용하는 다중 파장(Multi-Wavelength) PBM 역시 연구되고 있습니다.

오캄 PBM연구소에서도 이러한 파장별 특성을 중요하게 보고 있으며, 660nm 적색광과 810nm·830nm·850nm·940nm 근적외선 등 다중 파장의 활용에 관심을 두고 연구하고 있습니다.

PBM은 강할수록 효과가 좋을까?

그렇지도 않습니다.

PBM 연구에서 매우 중요한 개념 가운데 하나가 이상성 용량반응(Biphasic Dose Response)입니다.

쉽게 말하면 빛을 무조건 많이 또는 강하게 조사한다고 해서 생체반응이 계속 증가하는 것이 아니라는 의미입니다.

너무 적은 조사에서는 원하는 반응이 나타나지 않을 수 있고, 일정 범위를 넘어선 과도한 조사에서는 오히려 반응이 감소하거나 억제될 가능성이 보고되어 왔습니다. 따라서 PBM에서는 적절한 파장뿐 아니라 적절한 출력과 조사시간, 조사량을 함께 설계하는 것이 중요합니다.

이것이 PBM을 단순한 ‘강한 빛’으로 설명하기 어려운 이유입니다.

PBM과 온열은 같은 원리일까?

PBM을 처음 접하는 분들이 많이 궁금해하는 질문입니다.

PBM과 온열은 같은 개념이 아닙니다.

PBM은 적색광 또는 근적외선 등의 빛과 생체조직 사이의 광화학·광생물학적 상호작용에 초점을 맞춥니다. 초기 PBM 연구에서도 이러한 작용은 조직을 태우거나 제거하는 고출력 레이저의 열적 작용과 구별되어 설명됐습니다.

따라서 사용 중 강한 열감이 느껴지지 않는다고 해서 PBM 빛이 조사되지 않는다고 볼 수는 없습니다.

온도는 PBM의 작동 여부를 판단하는 유일한 기준이 아닙니다.

PBM 연구에서 ‘조건’이 중요한 이유

BM 관련 연구를 살펴보면 같은 ‘근적외선’이라는 표현을 사용하면서도 연구 결과가 모두 동일하지 않습니다.

그 이유 중 하나가 바로 조사 조건의 차이입니다.

실제로 PBM 연구에서는 파장뿐 아니라 출력밀도, 에너지밀도, 조사시간, 조사 횟수 등의 다양한 변수가 결과에 영향을 줄 수 있으며, 이러한 매개변수 설정의 복잡성은 오래전부터 PBM 연구에서 중요한 과제로 지적되어 왔습니다.

그래서 논문에서 특정 파장의 긍정적인 결과가 보고되었다고 해서 그 파장을 사용하는 모든 제품에서 동일한 결과가 나타난다고 해석해서는 안 됩니다.

제품의 실제 광학적 특성과 사용 조건을 함께 확인해야 합니다.

PBM 연구는 현재도 계속되고 있습니다

PBM은 이미 연구가 끝난 기술이 아닙니다.

2025년에는 국제 다학제 전문가 패널이 체계적 문헌고찰과 델파이 과정을 거쳐 PBM의 임상 적용에 관한 근거 기반 합의를 발표하기도 했습니다. 이처럼 PBM은 여러 분야에서 임상적 활용 가능성과 안전성, 적절한 조사 조건 등에 관한 연구가 계속 축적되고 있습니다. 동시에 질환이나 적용 부위에 따라 연구 근거의 수준과 권장 조건이 다르기 때문에, 개별 연구 결과를 모든 상황에 동일하게 적용하지 않는 것도 중요합니다.

한국 PBM연구소는 ‘빛의 조건’을 연구합니다

㈜오캄 한국 PBM연구소는 단순히 근적외선을 사용하는 것에서 그치지 않고,

어떤 파장의 빛을, 어떤 방식으로, 어느 위치에 전달할 것인가에 관심을 두고 PBM 기술을 연구하고 있습니다.

적색광과 근적외선의 파장별 특성, 다중 파장 구성, 조사거리와 조사량 등 PBM을 구성하는 여러 요소를 살펴보고 이를 일상에서 보다 편리하게 활용할 수 있는 홈케어 기술로 발전시키는 것이 연구 방향입니다.

앞으로 한국 PBM연구소 새소식에서는 PBM 원리부터 적색광·근적외선의 차이, 파장별 특징, 조사량(J/cm²), 출력밀도(mW/cm²), 다중 파장 PBM 기술까지 하나씩 쉽게 설명해드리겠습니다.

빛을 사용하는 것에서 한 걸음 더 나아가, 빛을 어떻게 설계하고 전달할 것인가.

한국 PBM연구소가 연구하는 PBM의 핵심입니다.

참고문헌 / References

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