소성가공은 금속 및 고분자 재료의 미세구조와 물성을 조절하여 다양한 기능성 소재를 제조하는 핵심 기술입니다. 본 연구실에서는 특히 멜트 일렉트로스피닝(melt electrospinning) 기법을 활용하여 폴리카프로락톤(PCL)과 같은 생분해성 고분자 소재를 미세섬유 형태로 가공하고, 이를 기반으로 조직공학 및 바이오메디컬 응용에 적합한 스캐폴드와 센서를 개발하고 있습니다. 이러한 공정은 용매를 사용하지 않고 고분자 용융체를 직접 방사함으로써 친환경적이며, 섬유의 직경, 형상, 기공률 등 다양한 구조적 특성을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 연구실에서는 멜트 일렉트로스피닝 공정의 주요 변수(노즐 형상, 온도, 전압, 수집판 거리 등)가 미세섬유의 직경과 기계적 특성에 미치는 영향을 체계적으로 분석하고, 수치해석 및 수학적 모델링을 통해 최적의 공정 조건을 도출하고 있습니다. 또한, 멀티코어 구조, 코액셜(coaxial) 구조 등 다양한 형태의 미세섬유를 제작하여 조직공학적 특성을 극대화하고, 실제 세포 배양 실험을 통해 생체적합성과 기능성을 검증합니다. 이러한 연구는 조직 재생, 신경 재생, 인공혈관, 바이오센서 등 다양한 바이오메디컬 분야에 적용될 수 있으며, 차세대 맞춤형 의료기기 및 재생의료 소재 개발에 중요한 기여를 하고 있습니다. 특히, 실제 인체 적용을 위한 신축성 센서, 인공 신경 스캐폴드, 혈관 스텐트 등으로의 확장 연구도 활발히 진행되고 있습니다.

첨단멀티스케일 LAMM 연구실은 기계시스템 설계와 미세가공 기술을 융합하여, 정밀한 의료기기 및 바이오소재의 제조 공정 혁신을 추구하고 있습니다. 특히, 레이저 가공, 미세절삭, 3D 프린팅 등 다양한 첨단 가공기술을 활용하여 복잡한 구조의 미세소재 및 부품을 설계·제작하고, 이들의 성능을 체계적으로 평가합니다. 예를 들어, 레이저 가공을 통한 미세구조 형성, 컴퓨터 지원 제조(CAM) 소프트웨어 개발, 광학 3D 스캐너의 성능 향상 등 다양한 연구가 이루어지고 있습니다. 연구실에서는 미세가공 공정의 자동화 및 최적화를 위한 소프트웨어와 하드웨어 솔루션을 개발하고, 실제 의료기기 및 바이오소재의 제조에 적용하고 있습니다. 또한, 미세구멍 측정, 미세구조의 3D 프로파일링, 표면 특성 제어 등 정밀 측정 및 품질 관리 기술도 함께 연구하여, 고신뢰성의 제품 생산을 실현하고 있습니다. 이러한 기술은 의료용 센서, 인공관절, 미세유체소자 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 기계시스템 설계와 미세가공 기술의 융합은 기존의 대량생산 중심 제조에서 벗어나, 맞춤형·고기능성 제품 개발을 가능하게 합니다. 본 연구실은 이러한 기술적 혁신을 바탕으로, 미래형 의료기기 및 바이오소재 산업의 발전을 선도하고 있습니다.

본 연구실은 조직공학 및 신경재생 분야에서 혁신적인 바이오소재와 공정기술을 개발하고 있습니다. 특히, 유도만능줄기세포(iPSC) 및 신경전구세포를 활용한 신경분화 연구, 인공경막 및 신경재생용 스캐폴드 개발, 성장인자 방출 시스템 등 다양한 바이오메디컬 응용 연구를 수행하고 있습니다. 멜트 일렉트로스피닝 및 솔루션 일렉트로스피닝을 통해 제작된 미세섬유 스캐폴드는 세포의 부착, 성장, 분화에 최적화된 물리적·화학적 환경을 제공합니다. 연구실에서는 다양한 스캐폴드의 구조적 특성(직경, 정렬도, 기공률 등)이 신경세포의 분화 및 신경돌기 성장에 미치는 영향을 체계적으로 분석하고, 성장인자(예: 레티노산, GDNF 등) 방출 시스템을 접목하여 세포의 생존율과 기능적 회복을 극대화하고 있습니다. 또한, 실제 동물실험 및 인체 적용을 위한 바이오소재의 생체적합성, 기계적 안정성, 기능적 성능을 다각도로 평가하고 있습니다. 이러한 연구는 척수손상, 신경계 질환, 조직재생 등 다양한 임상적 문제 해결에 기여할 수 있으며, 맞춤형 재생의료 및 차세대 바이오의료기기 개발에 중요한 기반을 제공합니다. 본 연구실은 국내외 다양한 연구기관 및 병원과의 협력을 통해, 실질적인 임상 적용을 목표로 연구를 지속하고 있습니다.