이 연구 주제는 환자에게 장기간 약물을 안정적으로 공급하면서도 반복 주사, 배터리 교체, 추가 수술의 부담을 줄일 수 있는 이식형 약물전달 시스템 개발에 초점을 둔다. 연구실은 만성질환, 당뇨, 면역항암치료와 같이 일정 기간 동안 반복적이거나 시점 제어가 필요한 치료 상황을 대상으로, 체내에 삽입된 뒤 필요 시 약물을 방출할 수 있는 정밀 디바이스를 설계한다. 특히 환자 편의성과 치료 지속성을 동시에 확보하기 위해, 인체 내에서 장기간 작동 가능한 소형화·정밀화된 의료기기 플랫폼을 구축하는 데 강점을 보인다. 대표적으로 배터리 없이 외부 자기장이나 기계적 작동을 이용해 인슐린을 맥동적으로 투여하는 이식형 장치, 클릭 버튼 기반의 온디맨드 약물전달 시스템, 정해진 간격에 따라 자동으로 다회 방출이 가능한 면역항암용 이식형 디바이스 등이 이 연구 흐름에 포함된다. 이러한 기술은 약물 저장부, 구동부, 리필 포트, 미세 유로, 확산 제어 구조 등 기계·재료·생체공학 요소를 통합하여 구현된다. 연구실은 단순한 전달체 개발을 넘어 약물 방출 패턴, 용량 조절성, 생체적합성, 시술 편의성 및 장기 사용 안전성까지 함께 고려하는 시스템 수준의 접근을 수행한다. 이 연구의 궁극적 의의는 약물치료를 ‘수동적 복약’에서 ‘정밀 제어형 치료’로 전환하는 데 있다. 향후에는 면역항암제, 호르몬, 신경계 약물, 항염증제 등 다양한 치료제에 맞춤형으로 적용되며, 환자 상태에 따라 투여 시점과 용량을 최적화하는 개인맞춤 치료 플랫폼으로 확장될 가능성이 높다. 또한 의료기기와 약물을 결합한 복합제품 형태로 발전함으로써, 차세대 디지털 헬스케어 및 스마트 치료기기 분야에서 중요한 기반 기술이 될 수 있다.

이 연구 주제는 약물을 필요한 조직에 국소적으로 전달하고, 방출 속도와 체류 시간을 정밀하게 조절하여 치료 효율을 높이는 바이오소재 및 나노전달체 개발을 포함한다. 연구실은 상처 치유, 안과 질환, 외과적 처치, 골조직 및 연조직 재생 등 다양한 임상 상황에서 약물의 생체이용률과 치료 지속성을 높일 수 있는 재료 시스템을 연구한다. 이를 위해 생체적합성 고분자, 나노섬유, 금속유기구조체, 멜라닌 유사 나노입자, 복합 코팅층 등 기능성 소재를 활용하여 조직 친화적이고 제어 가능한 전달 플랫폼을 설계한다. 구체적으로는 상처 회복을 촉진하는 국소 약물전달형 의료소재, 안구 조직에 비침습적으로 약물을 고농도로 전달할 수 있는 담체 복합체, 녹내장 방수유출 임플란트와 결합된 근적외선 반응형 항염증 약물전달 시스템, 약물전달 기능을 부여한 수술용 봉합사 및 임플란트 코팅 기술 등이 해당된다. 이러한 접근은 약물이 전신에 불필요하게 퍼지는 것을 줄이고, 병변 부위에서 원하는 시간 동안 효율적으로 작용하도록 설계된다는 점에서 의미가 크다. 동시에 생분해성, 조직 적합성, 염증·섬유화 억제, 영상 가시성 등 실제 의료기기 적용에 필요한 특성까지 함께 고려한다. 이 연구는 단순한 약물 방출을 넘어 재생의학과 치료재료 공학을 연결하는 융합 분야로 발전하고 있다. 앞으로는 수술 후 합병증 감소, 안과 및 정형외과용 고기능 임플란트, 난치성 상처 치료, 조직 미세환경 제어 기반 재생치료 등으로 응용이 확대될 수 있다. 특히 환자 맞춤형 의료기기와 결합될 경우, 질환 부위별 특화 치료와 회복 촉진을 동시에 달성하는 차세대 의공학 솔루션으로 자리매김할 가능성이 높다.

이 연구 주제는 약물과 진단 기능을 결합하거나, 해부학적으로 접근이 어려운 부위에 치료제를 정밀하게 전달하는 고도화된 의공학 기술 개발에 해당한다. 연구실은 뇌심부 종양, 안구 질환, 감염성 염증질환과 같이 치료 장벽이 높은 질환을 대상으로, 표적 위치에 정확히 도달하면서도 부작용을 최소화할 수 있는 전달 전략을 탐구한다. 특히 단순 약물전달을 넘어 영상진단, 위치 유도, 자극 반응성, 질환 미세환경 조절까지 포함하는 다기능 플랫폼 개발이 특징이다. 대표 사례로는 뇌심부 종양 치료 및 영상진단을 동시에 목표로 하는 테라노스틱 이온영동 시스템, 의료영상 기반으로 약물 주입 위치와 전극 위치를 계산하는 약물 주입 제어 기술, 감염 관련 NETosis 이상을 조절하는 DNase-I 코팅 멜라닌 유사 나노입자 연구가 있다. 이러한 기술은 전극 설계, 이온영동, 시뮬레이션, 나노입자 표면기능화, 면역조절 기전 분석 등을 복합적으로 사용한다. 즉, 전달 경로의 물리적 제어와 생물학적 반응 조절을 동시에 구현함으로써 기존 약물치료가 도달하기 어려웠던 영역을 겨냥한다. 이 연구의 파급력은 난치성 질환 치료의 정밀성과 안전성을 동시에 높일 수 있다는 점에 있다. 향후 뇌종양, 신경계 질환, 중증 염증 및 패혈증, 안과 질환 등에서 환자별 해부학적 특성과 질환 상태를 반영한 정밀 치료가 가능해질 것으로 기대된다. 또한 치료와 진단이 통합된 플랫폼은 맞춤형 치료 계획 수립, 실시간 반응 모니터링, 디지털 의료기기와의 연계 측면에서도 중요한 발전 가능성을 지닌다.