장태식 연구실

의생명융합공학부 장태식

장태식 연구실은 의생명공학 분야에서 첨단 생체재료와 조직재생을 위한 혁신적인 기술 개발에 주력하고 있습니다. 본 연구실은 금속, 고분자, 복합재료 등 다양한 소재를 활용하여 인체 내에서 우수한 생체적합성과 기능성을 갖춘 임플란트 및 조직 지지체를 설계하고 제작하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 3D 프린팅 기술과 나노구조화 표면처리 기술을 융합하여 환자 맞춤형 의료기기 및 조직공학 플랫폼을 개발하고 있습니다. 연구실의 주요 연구 분야는 3D 프린팅 기반 생체재료 개발, 금속 및 고분자 임플란트의 표면개질, 나노구조화 기술을 통한 세포 친화성 및 항균성 향상, 조직재생 및 골유착 촉진 등입니다. 플라즈마 기반 금속 이온 주입법, 타겟 이온 유도 플라즈마 스퍼터링(TIPS) 등 첨단 표면처리 기술을 통해 임플란트 표면에 나노구조를 형성하고, 다양한 금속 및 무기 이온을 도입하여 생체적합성과 기능성을 극대화하고 있습니다. 이러한 연구는 실제 임상 적용을 목표로 하며, 다양한 동물실험 및 임상 전 시험을 통해 그 효과와 안전성을 검증하고 있습니다. 연구실은 골조직 재생, 혈관 조직공학, 인공 장기, 맞춤형 임플란트 등 다양한 의료 분야에 적용 가능한 기술을 개발하고 있으며, 국내외 특허와 논문, 산학협력 과제 등을 통해 연구 성과를 산업화 및 사업화로 연계하고 있습니다. 또한, 연구실은 다양한 산학협력 및 정부과제, 국제 공동연구를 통해 최신 연구 동향을 반영하고, 실제 의료 현장에서 요구되는 기술을 신속하게 개발하고 있습니다. 이를 통해 연구실은 미래 의료기술의 혁신을 선도하며, 환자 맞춤형 치료와 조직재생 분야에서 세계적인 경쟁력을 확보하고 있습니다. 장태식 연구실은 앞으로도 첨단 생체재료 및 조직공학 분야에서 창의적이고 실용적인 연구를 지속적으로 추진하여, 인류 건강 증진과 의료기술 발전에 기여할 것입니다.

대표 연구 분야

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생체재료 및 조직재생을 위한 3D 프린팅 및 나노구조화 기술

장태식 연구실은 생체재료의 혁신적인 개발과 조직재생을 위한 첨단 3D 프린팅 및 나노구조화 기술을 중점적으로 연구하고 있습니다. 본 연구실은 금속, 고분자, 복합재료 등 다양한 소재를 활용하여 인체 내에서 우수한 생체적합성과 기능성을 발휘할 수 있는 임플란트 및 조직 지지체를 설계하고 제작합니다. 특히, 3D 프린팅 기술을 활용한 맞춤형 조직 지지체 및 의료기기 개발에 주력하고 있으며, 환자 맞춤형 Ti계 합금 임플란트, 생분해성 스텐트, 골재생용 나노섬유 차폐막 등 다양한 응용 분야에서 탁월한 성과를 내고 있습니다. 연구실에서는 표면 나노구조화 및 금속 이온 주입 표면처리법을 통해 생체재료의 표면 특성을 극대화하고, 세포 부착 및 분화, 항박테리아 성능, 혈관 및 혈액 적합성 등 생체 내 환경에서의 성능을 체계적으로 향상시키고 있습니다. 나노구조화된 표면은 세포와의 상호작용을 촉진하고, 조직 재생 및 골유착을 극대화하는 데 중요한 역할을 합니다. 또한, 3D 프린팅 기반의 하이드로겔 및 복합재료 프린팅 기술을 통해 조직 특이적 기능을 구현하고, 맞춤형 치료 플랫폼을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 실제 임상 적용을 목표로 하며, 다양한 동물실험 및 임상 전 시험을 통해 그 효과와 안전성을 검증하고 있습니다. 연구실의 기술은 골조직 재생, 혈관 조직공학, 인공 장기, 맞춤형 임플란트 등 다양한 의료 분야에 적용될 수 있으며, 미래 의료기술의 혁신을 선도하고 있습니다.

금속 및 고분자 기반 임플란트의 표면개질과 생체적합성 향상

본 연구실은 금속 및 고분자 기반 임플란트의 표면개질을 통한 생체적합성 향상 기술을 집중적으로 개발하고 있습니다. 대표적으로 플라즈마 기반 금속 이온 주입법, 타겟 이온 유도 플라즈마 스퍼터링(TIPS) 등 첨단 표면처리 기술을 활용하여, 임플란트 표면에 나노구조를 형성하고, 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 실리카(SiO2) 등 다양한 금속 및 무기 이온을 도입함으로써 세포 친화성, 항균성, 혈관 적합성 등을 극대화합니다. 이러한 표면개질 기술은 혈관 스텐트, 치과용 임플란트, 인공 모발, 인공 혈관 등 다양한 의료기기 개발에 적용되고 있습니다. 특히, 표면 나노구조화는 세포의 부착과 증식, 분화에 긍정적인 영향을 미치며, 항박테리아 특성도 동시에 부여할 수 있습니다. 예를 들어, 타겟 이온 유도 플라즈마 스퍼터링을 통해 생성된 나노구조 표면은 세포의 빠른 부착과 골유착을 유도하고, 동시에 박테리아의 부착을 억제하여 감염 위험을 줄입니다. 또한, 금속 이온 주입 표면처리법은 고분자 기반 인공 모발이나 스텐트의 생체적합성을 크게 향상시켜, 장기적인 임상 적용 가능성을 높이고 있습니다. 이러한 연구는 다양한 국내외 특허와 논문, 산학협력 과제 등으로 이어지고 있으며, 실제 산업화 및 임상 적용을 위한 기술 이전과 사업화 연구도 활발히 진행 중입니다. 연구실의 표면개질 및 생체적합성 향상 기술은 미래 의료기기 시장에서 경쟁력을 갖춘 핵심 원천기술로 자리매김하고 있습니다.

주요 논문

발행물 전체보기

Meta-structure of amorphous-inspired 65.1Co28.2Cr5.3Mo lattices augmented by artificial intelligence

Advincula, Rigo, Aranas, Clodual, Bandyopadhyay,, Bose, Susmita, Fu, Xingyu, Han, Seung Chul, Heogh, Woongbeo, Jahazi, Mohamma, Jeong, Wonjong, Jun, Martin Byu, Jung, Hyun-Do, Kang, Sukhyun, Kim, Hyoung Seo, Kim, Sang Hoon, Kim, Young Won, Lee, Hoyoung, Lee, Myoung-Gyu, Park, Seong Je, 장태식, 양정호

ADVANCED COMPOSITES AND HYBRID MATERIALS, 2024

3D-Printed Tissue-Specific Nanospike-Based Adhesive Materials for Time-Regulated Synergistic Tumor Therapy and Tissue Regeneration In Vivo

Bang, Seo Jun, Han, Ginam, Jang, Hae Lin, Jung, Hyun Do, Kang, Heemin, Kang, Hyeong Se, Kang, Minho, Lee, Hyun, Na, Yuhyun, Park, Jung Hoon, Yang, Kisuk, 장태식

ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS, 2024

3D-printed versatile biliary stents with nanoengineered surface for anti-hyperplasia and antibiofilm formation

Han, Ginam, Jung, Hyun Do, Kang, Heemin, Kang, Min Ho, Kim, Ji Won, Kim, Seok Beom, Lee, Hyun, Lee, Sang Jin, Lee, Sang Soo, Na, Yuhyun, Park, Jun Kyu, Park, Jung Hoon, Park, Sinwoo, Park, Su A., Park, Yubeen, Won, Dong Sung, 장태식

BIOACTIVE MATERIALS, 2024

완료된 프로젝트

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(이관)(RCMS)금속 3D프린팅 및 금속 이온 주입 표면처리법을 활용한 환자 맞춤형 Ti계 합금(Ti-6Al-4V)부분 틀니 제작 기술 개발(사업화R&D)

주식회사 미래인

2024년 06월 ~ 2024년 11월

[LINC 3.0] 2024 산학공동기술개발과제_티타늄 플라즈마 이온 주입을 통한 합성 인공 모발의 염증 반응 억제 및 생체적합성 증진 기술 개발

한국연구재단

2024년 05월 ~ 2024년 12월

치과 골조직유도재생용 나노섬유 PCL-Wollastonite 유/무기 복합 차폐막 개발

중소벤처기업부

2022년 07월 ~ 2022년 12월