박명환 연구실
화학생명과학
박명환
박명환 연구실은 화학생명과학과를 기반으로 생유기화학, 나노소재, 바이오의학 융합 연구를 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 유기화학적 합성 기술과 나노기술을 접목하여, 다양한 기능성 나노소재의 개발과 이들의 바이오의학적 응용에 중점을 두고 있습니다. 특히, 금 나노로드, 메조포러스 실리카, 금 나노입자, 탄소점 등 다양한 무기 및 유기 나노소재를 설계하고, 표면 기능화 및 복합화 기술을 통해 생체적합성과 표적성을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다.
주요 연구 분야로는 암 치료를 위한 표적 약물전달 시스템, 외부 자극(빛, 온도, pH, 초음파 등)에 반응하는 스마트 약물방출 플랫폼, 나노버블 및 마이크로버블을 활용한 초음파 유도 약물전달, 피부 및 상처 치료를 위한 단계적 약물방출 시스템 등이 있습니다. 또한, 다양한 펩타이드, 고분자, 하이알루론산 등 생체적합성 소재를 활용하여 약물의 전달 효율과 안전성을 높이고, 다중 약물의 순차적 방출 및 온디맨드(on-demand) 방출이 가능한 혁신적인 플랫폼을 개발하고 있습니다.
이와 더불어, 환경 및 바이오센서 분야에서도 활발한 연구가 이루어지고 있습니다. 나노입자 기반의 색변화 센서, 미세유체칩, 형광 센서 등 다양한 진단 및 환경 모니터링 기술을 개발하여, 실제 산업 및 의료 현장에 적용 가능한 실용적 솔루션을 제시하고 있습니다. 이러한 연구는 다수의 특허와 논문, 국내외 학술대회 발표를 통해 그 우수성이 입증되고 있습니다.
연구실은 한국연구재단, 과학기술정보통신부, 과학기술일자리진흥원 등 다양한 정부기관의 지원을 받아 다수의 국가 연구과제를 수행하고 있으며, 산학협력을 통한 기술 상용화 및 산업적 파급효과 창출에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 또한, MIT 등 해외 유수 연구기관과의 협력 경험을 바탕으로 국제적 연구 역량을 강화하고 있습니다.
박명환 연구실은 앞으로도 생유기화학과 나노기술, 바이오의학 융합연구를 통해 차세대 약물전달 시스템, 스마트 바이오소재, 환경·바이오센서 등 다양한 분야에서 혁신적인 연구성과를 창출하며, 인류 건강과 환경 개선에 기여하는 것을 목표로 하고 있습니다.
생유기화학 기반 나노소재 및 약물전달 시스템 개발
본 연구실은 생유기화학을 기반으로 한 다양한 나노소재의 합성과 이들의 바이오의학적 응용에 중점을 두고 있습니다. 특히, 금 나노로드, 메조포러스 실리카, 금 나노입자 등 다양한 무기 및 유기 나노소재를 설계하고, 이들의 표면을 기능화하여 생체적합성과 표적성을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 나노소재는 약물전달 시스템, 진단용 바이오센서, 환경 센서 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다.
약물전달 시스템 개발에서는 나노입자 표면에 다양한 리간드, 펩타이드, 고분자 등을 도입하여 암세포 등 특정 표적에 선택적으로 약물을 전달할 수 있도록 설계합니다. 또한, 외부 자극(빛, 온도, pH 등)에 반응하는 스마트 나노소재를 활용하여 약물의 방출 시기와 속도를 정밀하게 제어할 수 있는 플랫폼을 구축하고 있습니다. 이를 통해 기존 약물치료의 한계였던 부작용 최소화와 치료 효율 극대화를 동시에 달성하고자 합니다.
이러한 연구는 암 치료, 뇌질환 치료, 피부질환 치료 등 다양한 질환의 맞춤형 치료에 적용될 수 있으며, 실제로 다양한 동물실험 및 세포실험을 통해 그 효과와 안전성을 검증하고 있습니다. 또한, 나노버블, 마이크로버블 등 새로운 전달체의 개발을 통해 초음파, 근적외선 등 외부 자극에 의한 약물 방출 기술도 활발히 연구 중입니다.
외부 자극 반응형 스마트 약물방출 플랫폼
연구실에서는 빛, 온도, pH, 초음파 등 다양한 외부 자극에 반응하여 약물의 방출을 정밀하게 조절할 수 있는 스마트 약물방출 플랫폼을 개발하고 있습니다. 대표적으로 금 나노로드를 포함한 나노섬유, 나노필름, 마이크로오일젤, 나노버블 등 다양한 형태의 전달체를 설계하여, 근적외선(NIR) 조사 시 국소적으로 열을 발생시켜 약물의 방출을 유도하는 시스템을 구축하였습니다.
이러한 플랫폼은 암 치료에서의 광열치료(Photothermal Therapy)와 화학요법(Chemotherapy)의 병합 치료, 피부 및 상처 치료를 위한 단계적 약물방출, 뇌질환 치료를 위한 초음파 유도 약물전달 등 다양한 의료 분야에 적용되고 있습니다. 특히, 다중 약물의 순차적 방출, 표적 세포에 대한 선택적 전달, 외부 자극에 의한 온디맨드(on-demand) 약물 방출 등 기존 치료법의 한계를 극복할 수 있는 혁신적인 기술을 개발하고 있습니다.
이러한 연구는 실제 임상 적용을 위한 안전성, 효율성, 재현성 확보를 목표로 하며, 다양한 특허 및 논문을 통해 그 우수성이 입증되고 있습니다. 또한, 환경 센서, 바이오센서 등 비의료 분야로의 확장도 활발히 이루어지고 있어, 스마트 소재 기반의 융합 연구를 선도하고 있습니다.
1
Micro-Nanobubble Technology in Surface Cleaning and Defouling
Singh Baljinder, Park Gunwoo, Ryu Ja-Hyoung, Park Myoung-Hwan
APPLIED SCIENCES-BASEL, 2025
2
Gold nanorod-based smart platform for efficient cellular uptake and combination therapy
Kim K., Chejara M.R., Yoon B., Park M.-H.
RSC Advances, 2024
3
Surface functionalization of metal-organic framework nanoparticle for overcoming biological barrier in cancer therapy
Oh Jun Yong, Sim Youjung, Yang Gyeongseok, Park Myoung-Hwan, Kim Kibeom, Ryu Ja-Hyoung
INORGANIC CHEMISTRY FRONTIERS, 2024
1
단계적 약물방출 제어를 위한 광 반응성 스마트 나노 섬유 플랫폼 개발
2
저마찰 베어링 연구활용을 위한 미세오일젤캡슐을 함유한 복합소재 개발 및 상용화
3
다수의 나노버블을 함유한 마이크로캡슐기반 초음파유도 약물전달시스템의 개발
