우리 연구실은 다양한 바이러스 감염증에 대응하기 위한 혁신적인 항 바이러스 소재 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 시알산 유도체가 결합된 필라멘트성 박테리오파지, 나노디스크, 펩타이드 자기조립체 등 생체모방 기반의 바이오나노 소재를 활용하여 바이러스의 침입을 효과적으로 차단하거나 비활성화하는 기술을 연구하고 있습니다. 최근에는 인플루엔자, 코로나바이러스 등 호흡기 바이러스에 대한 예방 및 치료 효과를 갖는 슈퍼-멀티발런트 파지와 나노디스크 기반 항바이러스제의 효능을 입증하였으며, 관련 특허와 논문도 다수 발표하였습니다. 이러한 항 바이러스 소재는 기존의 화학적 항바이러스제와 달리, 생체적합성과 안전성이 뛰어나며, 바이러스 변이에 따른 내성 문제를 극복할 수 있는 장점이 있습니다. 연구실에서는 바이러스 표면 단백질과 특이적으로 결합하는 리간드 개발, 바이러스 외피를 직접 파괴하는 나노소재 설계, 그리고 면역반응을 유도하는 바이오소재의 융합 등 다양한 전략을 통해 차세대 항바이러스 플랫폼을 구축하고 있습니다. 향후에는 광범위한 바이러스 감염증에 대응할 수 있는 범용 항바이러스 소재의 개발과, 실제 임상 적용을 위한 전임상 및 임상시험 연구로 확장할 계획입니다. 이를 통해 인류의 건강 증진과 감염병 대응 역량 강화에 기여하고자 합니다.

조직재생과 상처 치유를 위한 생체모방 소재 개발은 우리 연구실의 또 다른 핵심 연구 분야입니다. 생체조직의 세포외기질(ECM)을 모방한 3D 구조체, 자기조립성 펩타이드, 파지 기반 바이오나노소재 등을 이용하여 손상된 조직의 재생을 촉진하고, 상처 치유를 가속화하는 다양한 바이오소재를 설계하고 있습니다. 유전자 조작 및 유기합성 기술을 접목하여 생체적합성과 기능성을 극대화한 소재를 개발하고, 프린팅 및 하이드로젤 기술을 활용해 실제 조직과 유사한 구조적·기계적 특성을 구현하고 있습니다. 특히, GHK 펩타이드, 지방산-접합 펩타이드, 하이드로젤 등은 세포 부착 및 증식, 혈관 신생, 염증 억제 등 조직재생에 필수적인 생물학적 기능을 갖추고 있습니다. 최근에는 광가교 하이드로젤, 구리 이온 결합 펩타이드 등 차세대 소재를 적용하여 상처 부위의 빠른 회복과 감염 예방 효과를 동시에 달성하는 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 재생의학, 조직공학, 피부과학 등 다양한 분야와 융합되어, 만성 상처, 화상, 골조직 결손 등 난치성 질환의 치료에 새로운 해결책을 제시하고 있습니다. 앞으로도 임상 적용을 위한 전임상 연구와 산업화 기술 개발에 박차를 가할 예정입니다.

질병 진단과 환경 유해물질 검출을 위한 바이오센서 및 생체모방 진단기술 개발도 연구실의 중요한 연구 축입니다. 파지 기반 바이오센서, 자기조립 펩타이드 필름, 구조색(Structural Color) 기반 컬러리메트릭 센서 등 다양한 바이오나노소재를 활용하여, 고감도·고선택성·신속 진단이 가능한 센서 플랫폼을 개발하고 있습니다. 최근에는 인플루엔자, 코로나바이러스, 알레르기 유발 곰팡이 등 다양한 병원체를 신속하게 검출할 수 있는 전기화학적·광학적 바이오센서가 개발되어, 실제 현장 진단 및 환경 모니터링에 적용되고 있습니다. 이러한 센서 기술은 자연계의 구조색 현상, 분자 인식 메커니즘, 나노소재의 집적화 등 생체모방 원리를 적극적으로 도입하여, 기존 진단기술의 한계를 극복하고 있습니다. 예를 들어, 파지나 펩타이드가 타겟 분자와 특이적으로 결합할 때 발생하는 신호를 전기적 또는 광학적으로 증폭하여, 극미량의 표적도 빠르고 정확하게 검출할 수 있습니다. 향후에는 웨어러블 진단기기, 스마트 헬스케어, 환경 안전 모니터링 등 다양한 응용 분야로 기술을 확장할 계획이며, 산업체 및 의료기관과의 협력을 통해 실용화 및 상용화를 추진하고 있습니다.