Center for Advanced Bioengineering
신소재공학부
조훈성
본 연구실은 신소재공학부를 기반으로 첨단 생체재료 및 바이오공학 분야에서 혁신적인 연구를 수행하고 있습니다. 주요 연구 분야는 항암 치료를 위한 형광 염료 기반 약물 전달 시스템 개발, 생체재료 공학, 표면 개질 기술 등으로, 다양한 융합기술을 통해 차세대 정밀의학과 의료기기 개발을 선도하고 있습니다.
특히, 암세포만을 선택적으로 표적화하는 형광 염료-세포투과 펩타이드 결합체를 이용한 약물 전달 시스템은 기존 항암 치료의 한계를 극복하고, 치료 효율성과 안전성을 동시에 높이는 혁신적인 접근법입니다. 분자영상 기술을 활용하여 약물 전달 및 세포 내 반응을 실시간으로 관찰함으로써, 암세포의 신호 전달 경로와 세포 사멸 메커니즘을 정밀하게 분석하고 있습니다.
또한, 대기압 플라즈마를 이용한 산화그래핀(rGO) 합성, 고엔트로피 합금(HEA) 조성 제어, RF 마그네트론 스퍼터링 등 첨단 표면 개질 기술을 통해 임플란트 및 바이오소재의 기능성과 생체적합성을 극대화하고 있습니다. 이러한 연구는 치과 임플란트, 정형외과용 인공관절, 조직공학 지지체 등 다양한 의료기기 개발에 직접적으로 응용되고 있습니다.
연구실은 다수의 국내외 특허와 우수 논문, 다양한 산학협력 프로젝트를 통해 연구 성과를 지속적으로 창출하고 있습니다. 또한, 에너지융합소재, 3D 프린팅 소재, 항균 임플란트 등 다양한 국가 및 산업체 지원 과제를 수행하며, 실질적인 기술 상용화와 임상 적용을 목표로 하고 있습니다.
앞으로도 본 연구실은 생체재료 및 바이오공학 분야에서의 첨단 융합연구를 지속적으로 확장하여, 환자 맞춤형 치료와 차세대 의료기기 개발을 선도하는 글로벌 연구 허브로 성장해 나갈 것입니다.
항암 치료를 위한 형광 염료 기반 약물 전달 시스템 개발
본 연구실은 형광 염료와 세포투과 펩타이드를 결합한 약물 전달 시스템을 개발하여 암세포만을 선택적으로 표적화하는 혁신적인 항암 치료법을 연구하고 있습니다. 기존의 항암 치료는 정상 조직에도 손상을 주는 부작용이 컸으나, 본 연구실에서 개발한 시스템은 형광 염료와 세포투과 펩타이드의 결합체를 이용해 암세포 내로만 약물을 전달함으로써 정상 조직에는 영향을 최소화합니다. 이를 통해 치료의 효율성을 높이고, 환자의 삶의 질을 향상시키는 것을 목표로 하고 있습니다.
이러한 약물 전달 시스템은 암세포의 신호 전달 경로와 세포 사멸 메커니즘을 정밀하게 분석하여, 암세포의 특이적 표적을 정확히 겨냥할 수 있도록 설계되었습니다. 연구실에서는 다양한 형광 염료와 펩타이드의 조합을 실험하여 최적의 표적화 효율과 생체 적합성을 확보하고 있습니다. 또한, 약물 전달 후 세포 내에서 일어나는 반응과 신호 전달 변화를 실시간으로 관찰할 수 있는 분자영상 기술도 함께 개발하고 있습니다.
이 연구는 암 치료의 패러다임을 변화시킬 수 있는 차세대 정밀의학의 기반을 마련하는 데 큰 의의가 있습니다. 앞으로는 다양한 암종에 적용 가능한 맞춤형 약물 전달 시스템 개발과, 치료 효과의 극대화를 위한 병용 치료 전략 연구도 병행할 계획입니다. 이를 통해 암 치료의 효율성과 안전성을 동시에 높이는 혁신적인 솔루션을 제시하고자 합니다.
생체재료 공학 및 표면 개질 기술
연구실에서는 생체재료의 기능성과 생체적합성을 극대화하기 위한 다양한 표면 개질 기술을 연구하고 있습니다. 특히, 대기압 플라즈마를 이용한 산화그래핀(rGO) 합성과 고엔트로피 합금(HEA)의 조성 제어를 통해 임플란트 및 바이오소재의 표면 특성을 개선하는 데 주력하고 있습니다. 이러한 표면 개질은 세포 부착, 증식, 분화 등 생체 내 반응을 향상시키고, 항균성 및 내식성 등 실질적인 임상 적용 가능성을 높여줍니다.
고엔트로피 합금의 경우, 다양한 금속 원소를 조합하여 고유의 결정 구조와 물성을 갖는 신소재를 개발하고 있습니다. RF 마그네트론 스퍼터링과 같은 첨단 증착 기술을 활용하여, 고엔트로피 합금의 조성과 상 구조를 정밀하게 제어함으로써, 생체재료로서의 내구성과 생체적합성을 동시에 확보하고 있습니다. 또한, 단일 타겟 시스템을 이용한 반복성 높은 합금 합성 기술도 연구의 중요한 축을 이루고 있습니다.
이러한 생체재료 공학 및 표면 개질 연구는 치과 임플란트, 정형외과용 인공관절, 조직공학 지지체 등 다양한 의료기기 개발에 직접적으로 응용되고 있습니다. 앞으로는 표면 개질 기술을 더욱 정밀화하여, 환자 맞춤형 임플란트 및 차세대 바이오소재 개발로 연구 범위를 확장할 계획입니다. 이를 통해 의료 현장에서 요구되는 고기능성 생체재료의 상용화와 임상 적용을 선도하고자 합니다.
1
The Surface Properties of Implant Materials by Deposition of High-Entropy Alloys (HEAs)
Khalid Usman‡, Doori Kang‡, Geonwoo Jeong, Khurshed Alam, Athira Raveendran, Jinhui Ser, Woohyung Jang, Hoonsung Cho
Nanomaterials, 2023
2
Controlled optimization of Mg and Zn in Al alloys for improved corrosion resistance
Jaehyoung Lim‡, Geonwoo Jeong‡, Kookjeong Seo, Jungsoo Lim, Sangjun Park, Won Ju, Dong-Kyu Lee, Mi-Kyung Han, Tae-Hoon Kim, Uk Sim*, Sungtae Park*, Hoonsung Cho*
Mater. Adv, 2022
3
Manipulating Wettability of Catalytic Surface for Improving Ammonia Production from Electrochemical Nitrogen Reduction
Kim, Dohun†, Alam, Khurshed†, Han, Mi-Kyung, Lim, Jaehyoung, Kim, Joon Young, Kim, Myeong Gon, Kwon, Gibum, Yang, Sangsun, Kang, T, Jung, Seon Yeop, Cho, Hoonsung, Sim, Uk
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2
적층공정용 초내열 합금 분말 및 부품 제조기술 개발
3
세포투과 단백질과 세포비투과 염료를 합성한 자가 유발 역동 치료제 개발
