BTM POSTECH
IT융합공학과 장진아
BTM POSTECH 연구실은 3D 바이오프린팅과 조직 특이적 바이오잉크 기술을 기반으로 차세대 재생의학 및 조직공학 분야를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 탈세포화 기술을 활용하여 실제 인체 조직의 미세환경을 모사할 수 있는 다양한 바이오잉크를 개발하고, 이를 3D 프린팅 기술과 결합하여 맞춤형 인공 조직 및 장기 제작에 주력하고 있습니다. 이러한 연구는 기존의 조직공학 한계를 극복하고, 환자 맞춤형 치료 및 이식의료 분야에 혁신적인 해법을 제시하고 있습니다.
특히, 췌장, 간, 심장, 혈관, 신경 등 다양한 조직 특이적 바이오잉크를 활용하여 복잡한 장기 구조체를 제작하고, 혈관화 및 미세환경 조절을 통해 이식 후 장기 생존율을 높이는 연구를 진행하고 있습니다. 또한, 3D 바이오프린팅 기반의 질환 모델링 및 동물대체시험 플랫폼 개발에도 앞장서고 있으며, 실제 환자 조직의 반응을 정밀하게 재현할 수 있는 인체모사 플랫폼을 구축하여 신약 개발, 독성 평가, 맞춤형 치료 전략 수립 등 다양한 바이오메디컬 분야에 기여하고 있습니다.
연구실은 산업통상자원부, 과학기술정보통신부 등과 협력하여 대규모 연구개발 및 상용화 프로젝트를 수행하고 있으며, 국내외 제약·바이오 산업과의 연계를 통해 연구 성과의 실용화와 사회적 파급효과를 극대화하고 있습니다. 또한, 다양한 특허와 논문, 국제 학회 발표, 수상 경력을 바탕으로 글로벌 연구 네트워크를 구축하고, 차세대 바이오프린팅 기술의 표준화 및 산업화에 기여하고 있습니다.
앞으로도 BTM POSTECH 연구실은 조직 특이적 바이오잉크의 고도화, 대량생산, 다양한 질환 모델 및 신약 평가 플랫폼 개발 등으로 연구 범위를 확장해 나갈 계획입니다. 인공장기 상용화, 동물대체시험 플랫폼, 환자 맞춤형 치료 등으로 연구의 사회적·산업적 파급효과가 더욱 커질 것으로 기대됩니다. 혁신적인 연구와 융합적 접근을 통해 미래 재생의학과 바이오헬스케어 분야의 발전을 이끌어 나갈 것입니다.
Organ-on-a-Chip
Pancreatic Tissue Engineering
Neuroimmune Disorders
조직 특이적 바이오잉크 및 장기 제작
조직 특이적 바이오잉크는 실제 인체 조직의 미세환경을 모사할 수 있도록 설계된 생체재료로, 장진아 연구실은 탈세포화 기술을 활용하여 다양한 조직 유래 바이오잉크를 개발하고 있습니다. 이 바이오잉크는 세포외기질(ECM)의 주요 성분을 보존하면서도, 세포 생존과 분화를 촉진하는 환경을 제공합니다. 연구실에서는 탈세포화 자동화 및 성분 조절 기술을 통해 바이오잉크의 물성, 생체적합성, 프린팅 특성을 다양하게 조절할 수 있는 파이프라인을 구축하였으며, 이를 기반으로 맞춤형 조직 제작이 가능해졌습니다.
이러한 바이오잉크는 3D 바이오프린팅 기술과 결합되어 실제 조직과 유사한 구조와 기능을 갖는 인공 조직 및 장기 제작에 활용됩니다. 예를 들어, 췌장, 간, 심장, 혈관 등 다양한 조직 특이적 바이오잉크를 이용하여 복잡한 장기 구조체를 제작하고, 이식 가능한 수준의 기능적 조직을 구현하고 있습니다. 특히, 혈관화 및 미세환경 조절을 통해 이식 후 장기 생존율을 높이고, 환자 맞춤형 치료에 적용할 수 있는 기반 기술을 확보하였습니다.
이 연구는 재생의학, 조직공학, 이식의료 등 다양한 분야에서 혁신적인 치료법 개발에 기여하고 있습니다. 앞으로도 조직 특이적 바이오잉크의 고도화와 대량생산, 다양한 질환 모델 및 신약 평가 플랫폼 개발 등으로 연구 범위를 확장해 나갈 계획입니다.
3D 바이오프린팅 기반 재생의학 및 질환 모델링
장진아 연구실은 3D 바이오프린팅 기술을 활용하여 실제 인체 조직과 유사한 구조와 기능을 갖는 인공 조직 및 장기를 제작하는 데 주력하고 있습니다. 이 기술은 다양한 세포와 바이오잉크를 정밀하게 적층하여 복잡한 조직 구조를 구현할 수 있으며, 기존의 조직공학 한계를 극복하는 혁신적인 방법으로 주목받고 있습니다. 특히, 췌장, 심장, 간, 혈관, 신경 등 다양한 조직의 미세환경을 정밀하게 재현함으로써, 이식 가능한 조직 제작뿐만 아니라 질환 모델링에도 활용되고 있습니다.
연구실에서는 난치성 질환(당뇨, 암, 신경질환 등) 극복을 위한 바이오 인공장기 개발, 맞춤형 이식 조직 제작, 다중 장기 칩 플랫폼 구축 등 다양한 응용 연구를 수행하고 있습니다. 예를 들어, 췌장 조직의 미세환경을 모사한 바이오잉크와 3D 프린팅 기술을 결합하여, 혈관화된 췌도 오가노이드 및 면역억제 기능을 갖춘 인공췌장을 개발하고 있습니다. 또한, 심근, 혈관, 신경 등 다양한 조직의 기능적 재생을 위한 맞춤형 프린팅 전략과 소재 개발에도 앞장서고 있습니다.
이러한 3D 바이오프린팅 기반 조직 및 장기 모델은 신약 개발, 독성 평가, 맞춤형 치료 전략 수립 등 다양한 바이오메디컬 분야에서 활용되고 있습니다. 앞으로는 인공장기 상용화, 동물대체시험 플랫폼, 환자 맞춤형 치료 등으로 연구의 사회적·산업적 파급효과가 더욱 커질 것으로 기대됩니다.
동물대체시험 및 질환 맞춤형 인체모사 플랫폼 개발
장진아 연구실은 3D 바이오프린팅 기술과 조직 특이적 바이오잉크를 활용하여 동물실험을 대체할 수 있는 인체모사 시험 플랫폼을 개발하고 있습니다. 기존의 동물실험은 윤리적 문제와 인간과의 생리적 차이로 인해 한계가 있었으나, 연구실에서는 실제 인체 조직의 미세환경과 기능을 정밀하게 재현한 인공 조직 및 장기 모델을 제작함으로써, 신약의 안전성·유효성 평가, 질환 메커니즘 연구, 맞춤형 치료제 개발 등에 활용할 수 있는 혁신적 플랫폼을 구축하고 있습니다.
특히, 폐, 신경, 위장관, 간, 췌장 등 다양한 장기 및 질환 특이적 모델을 개발하여, 각종 난치성 질환(신경면역질환, 폐질환, 암 등)에 대한 신약 스크리닝 및 약물 반응 예측에 적용하고 있습니다. 예를 들어, 3D 프린팅 기반의 폐 오가노이드, 신경계 질환 모델, 위암 미세환경 모사 플랫폼 등은 실제 환자 조직의 반응을 정밀하게 재현하여, 환자 맞춤형 치료 전략 수립에 중요한 역할을 하고 있습니다.
이러한 동물대체시험 플랫폼은 국내외 제약·바이오 산업에서 높은 관심을 받고 있으며, 연구실은 산업통상자원부, 과학기술정보통신부 등과 협력하여 대규모 연구개발 및 상용화 프로젝트를 수행하고 있습니다. 앞으로도 인체모사 플랫폼의 정밀도 향상, 다양한 질환 모델 확장, 글로벌 표준화 등으로 연구의 파급력을 높여갈 계획입니다.
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Bioprinting-assisted Tissue Assembly to Investigate Endothelial Cell Contributions in Cardiac Fibrosis and Focal Fibrosis Modeling
Dong Gyu Hwang, Hwanyong Choi, Myungji Kim, Minji Kim, Donghwan Kim, Jinseon Park, Jinah Jang
Advanced Nanobiomed Research, 2025
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Hidden Electrostatic Impact of Cell Growth: Influence of Contact-Induced Surface Charges on Cell Proliferation and Adhesion
Donghan Lee*, Dayoon Kang*, Sumin Cho, Sunmin Jang, Jinah Jang#, Dongwhi Choi#
Small, 2025
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3D bioprinted unidirectional neural network and its application for alcoholic neurodegeneration
Mihyeon Bae*, Joeng Ju Kim*, Jinah Jang#, Dong-Woo Cho#
International Journal of Extreme Manufacturing, 2025
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이종장기 유래 탈세포화된 심근조직 유래 바이오잉크의 제작
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멀티 스케일 고혈관성 췌장 조직체 프린팅 기술 개발 및 난치성 당뇨 치료
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다수 사용자간 운동-감각 초연결 메타버스 구현을 위한 바이오닉 신경 인터
