본 연구실은 인간세포 및 식물에서 유래한 엑소좀과 다양한 생체 나노입자를 기반으로 한 차세대 바이오의약품 개발에 주력하고 있습니다. 엑소좀은 세포 간 신호전달 및 물질 운반에 중요한 역할을 하며, 이를 엔지니어링하여 약물 전달, 항암 치료, 항노화 등 다양한 치료 목적에 맞는 맞춤형 바이오의약 소재로 활용하고 있습니다. 특히, 인간세포 유래 엑소좀의 표면을 변형하거나 약물을 탑재하는 기술을 통해, 기존 치료제의 한계를 극복하고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 식물 유래 엑소좀 또한 주목받는 연구 대상입니다. 식물에서 분리한 나노입자는 인체에 대한 안전성이 높고, 대량 생산이 용이하다는 장점이 있습니다. 연구실에서는 식물 엑소좀의 생물학적 기능을 규명하고, 이를 기반으로 기능성 화장품, 식품, 의약품 소재로 개발하는 연구를 진행하고 있습니다. 최근에는 식물 엑소좀을 활용한 상처 치료, 퇴행성 뇌질환 및 심근허혈 치료 등 다양한 질환에 적용 가능한 바이오의약 소재 개발에 성공하였습니다. 이러한 연구는 다학제적 접근을 통해 이루어지며, 생명공학, 화학공학, 재료과학, 나노기술 등이 융합되어 있습니다. 연구실은 엑소좀의 대량 생산 및 정제, 표적화 기술, 약물 탑재 및 방출 제어, 생체 내 안전성 평가 등 전주기적 연구를 수행하고 있으며, 다수의 특허와 논문, 산학협력 프로젝트를 통해 국내외 바이오의약품 산업 발전에 기여하고 있습니다.

연구실은 혈액, 소변, 침 등 다양한 생체 유체에서 유래한 나노입자(엑소좀, 바이러스 등)를 이용한 액체생검 기반 질병 진단 기술 개발에 집중하고 있습니다. 액체생검은 기존 조직 생검에 비해 비침습적이며, 환자의 부담을 줄이고 반복적인 모니터링이 가능하다는 장점이 있습니다. 본 연구실에서는 고효율 in situ 바이오마커 검출 기술, 고흡수성 수지 기반 나노입자 분리 및 농축 기술 등 혁신적인 진단 플랫폼을 개발하여, 암, 감염병, 퇴행성 질환 등 다양한 질환의 조기 진단 및 예후 예측에 활용하고 있습니다. 특히, 엑소좀 클러스터(응집체) 유도 기반의 액체생검 기술은 민감도와 특이도를 크게 향상시켜, 미량의 바이오마커도 효과적으로 검출할 수 있도록 합니다. 또한, 분자 비컨, 플로우 사이토메트리, 나노시브 등 첨단 분석 기법을 접목하여, 단일 단계에서 다중 바이오마커를 동시에 검출하는 고성능 진단 시스템을 구축하였습니다. 이러한 기술은 실제 임상 현장에서의 적용 가능성을 높이고, 환자 맞춤형 정밀의료 실현에 기여하고 있습니다. 연구실은 다양한 산학협력 및 정부과제 수행을 통해, 진단기술의 상용화 및 산업화에도 힘쓰고 있습니다. 특허 출원 및 기술이전, 진단키트 개발 등 실질적인 성과를 창출하고 있으며, 미래 바이오헬스케어 분야의 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다.

본 연구실은 바이오의약품 및 바이오소재의 고효율 생산을 위한 생물공정 개발에도 중점을 두고 있습니다. 질병 치료 및 진단에 필요한 시료 전처리, 농축, 정제 등 전 과정에서 혁신적인 공정 기술을 도입하여, 생산 효율성과 품질을 동시에 향상시키고 있습니다. 예를 들어, 고흡수성 수지 기반 나노시브를 활용한 바이러스, 백신, 엑소좀, 나노소재, 세포, 세균의 농축 및 분리 기술은 기존 공정 대비 높은 효율과 경제성을 자랑합니다. 또한, 바이오신약 및 세포치료제 생산을 위한 세포공학 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 세포 배양, 단백질 생산, 세포사멸 억제 등 다양한 공정 단계에서의 최적화 연구를 통해, 대량생산 및 상용화에 적합한 시스템을 구축하고 있습니다. 이러한 연구는 산업 현장에서의 적용뿐만 아니라, 기초과학 및 응용연구의 발전에도 크게 기여하고 있습니다. 연구실은 국내외 바이오기업, 연구기관과의 협력을 통해, 실질적인 기술이전 및 상용화 성과를 내고 있습니다. 또한, 대학원생 및 연구원들에게 첨단 생물공정 기술을 교육하고, 차세대 바이오공학 인재 양성에도 힘쓰고 있습니다.