김진기 연구실의 핵심 연구 축은 난용성 약물, 항암제, 항염증제와 같은 치료제를 보다 효과적으로 체내에 전달하기 위한 나노입자 기반 약물전달시스템 개발이다. 연구실은 PLGA 나노입자, 고형지질나노입자, 나노구조 지질전달체, 나노현탁액 등 다양한 플랫폼을 활용하여 약물의 용해도, 안정성, 체내 체류시간, 생체이용률을 향상시키는 제형 설계를 수행하고 있다. 특히 기존 약물의 낮은 흡수율과 비특이적 분포로 인한 한계를 개선하는 데 초점을 맞추고 있다. 이 연구에서는 입자 크기, 제타전위, 표면 코팅, 약물 봉입효율, 방출 속도와 같은 물리화학적 특성을 정밀하게 제어하는 것이 중요한 요소로 다뤄진다. 키토산 코팅 PLGA 나노입자를 이용한 항암제 탑재, 도세탁셀 함유 지질나노입자의 서방성 제어, 소라페닙 나노현탁액의 경구 생체이용률 향상 등은 연구실의 대표적 접근 방식이다. 이러한 기술은 단순한 제형 개선을 넘어 약동학적 성능과 치료 효율을 동시에 높이는 플랫폼 기술로 확장되고 있다. 향후 이 연구는 경구, 주사, 국소, 경피 전달 등 다양한 투여 경로에 맞춘 맞춤형 나노수송체 개발로 이어질 가능성이 크다. 더 나아가 근감소증, 암, 염증성 질환과 같은 복합 질환에 대해 조직 특이적 전달과 부작용 저감을 동시에 달성하는 정밀 약물전달 전략으로 발전하고 있다. 연구실의 나노입자 기반 DDS 연구는 기초 제형과학과 응용 치료기술을 연결하는 실용적 가치가 매우 높다.

연구실은 피부 및 국소 조직으로의 약물 전달 효율을 높이기 위해 리포좀과 초가변형 리포좀(ultradeformable liposomes) 제형을 집중적으로 연구하고 있다. 일반적인 리포좀은 생체적합성과 약물 보호 능력이 우수하지만 피부 장벽을 통과하는 데 한계가 있기 때문에, 연구실은 변형성이 높은 초가변형 리포좀을 설계하여 피부 투과성과 표적 부위 도달성을 개선하고자 한다. 이는 피부염, 류마티스성 염증, 국소 항염증 치료와 같은 영역에서 특히 중요한 기술이다. 대표적으로 메토트렉세이트, 아세클로페낙, 테스토스테론, 페린도프릴 등의 약물을 초가변형 리포좀이나 리포좀 겔 제형에 탑재하여 피부 투과를 향상시키는 연구가 진행되었다. 또한 CORM-2를 함유한 초가변형 리포좀을 통해 일산화탄소의 방출 반감기를 늘리고 급성 피부염증 모델에서 항염 효과를 증명한 성과는 연구실의 차별성을 보여준다. 이 과정에서 계면활성제, 인지질 조성, 점탄성 겔 기제, 방출 제어 설계가 통합적으로 활용된다. 이 연구는 비침습적 전달기술의 발전이라는 측면에서 임상적 의미가 크다. 주사제 중심 치료에서 벗어나 환자 순응도를 높이고, 병변 부위에 약물을 선택적으로 전달하여 전신 부작용을 줄일 수 있기 때문이다. 앞으로는 마이크로니들, 자극감응성 소재, 피부질환 특이 환경 반응형 플랫폼과 결합하여 난치성 피부질환 치료를 위한 고도화된 복합 전달시스템으로 확장될 것으로 기대된다.

김진기 연구실은 단순히 약물을 운반하는 수준을 넘어, 질환 환경에 반응하여 약물을 방출하는 자극감응형 DDS와 장시간 약효를 유지하는 서방출 시스템 개발에 강점을 보인다. 최근 수행 중인 이중자극 감응성 나노입자수송체-마이크로니들 복합시스템 연구는 pH와 활성산소 같은 병변 미세환경을 활용하여 난치성 피부질환 부위에 선택적으로 약물을 전달하려는 시도이다. 이는 질환 특이적 반응성과 제어된 방출을 결합한 고도화된 플랫폼 연구라 할 수 있다. 연구실은 히알루론산 기반 고점탄성 소재를 이용한 서방출 DDS, 난청 치료를 위한 나노수송체-겔 복합체, 근감소증 치료물질의 근육 전달 플랫폼 등 다양한 응용 연구를 수행하고 있다. 이러한 연구는 약물의 빠른 소실이나 반복 투여 문제를 줄이고, 조직 내 체류시간을 증가시켜 치료 효율을 높이는 데 목적이 있다. 특히 리포좀, 지질나노입자, 고분자 겔, 마이크로니들 같은 소재·제형 기술을 통합하여 질환 맞춤형 전달 플랫폼으로 발전시키고 있다는 점이 특징이다. 이 연구 방향은 차세대 정밀 약물전달 분야에서 매우 중요하다. 병변 부위의 생리적 특성에 따라 반응하는 전달체는 약물 사용량을 줄이면서도 치료 효과를 극대화할 수 있으며, 만성질환과 난치성 질환 치료에서 새로운 대안을 제시할 수 있다. 향후 연구실의 자극감응형·서방출 DDS는 피부질환, 근감소증, 염증성 질환, 청각질환 등으로 적용 범위를 넓히며 실제 임상 및 산업화 가능성이 높은 플랫폼으로 성장할 것으로 보인다.

연구실의 또 다른 중요한 연구 영역은 유전자와 기능성 생리활성 분자의 전달을 위한 바이오소재 기반 플랫폼 개발이다. 초기 연구에서 키토산을 응축제로 활용해 유전자 전달 효율을 높이고, 독성이 낮은 양이온성 지질 기반 에멀전을 설계하여 유전자 전달체로 활용한 성과는 이 연구실의 기반 기술을 잘 보여준다. 이러한 연구는 약물전달뿐 아니라 핵산 기반 치료제 전달까지 포괄하는 넓은 연구 스펙트럼을 형성한다. 키토산, 양이온성 지질, 에멀전, 리포좀 등은 DNA나 siRNA처럼 불안정하고 세포막 통과가 어려운 분자를 보호하고 세포 내로 운반하는 데 유용하다. 연구실은 전달 효율과 독성 간의 균형을 맞추는 제형 설계를 통해 실제 적용 가능성이 높은 비바이러스성 전달체를 개발해 왔다. 이러한 접근은 향후 유전자치료제, 핵산의약품, 면역조절 인자 전달 등 차세대 바이오의약품 개발에도 연결될 수 있다. 기능성 분자 전달 연구는 기존 소분자 약물 전달과 결합될 때 더욱 큰 시너지를 낼 수 있다. 예를 들어 표적화 리간드, 생분해성 고분자, 나노에멀전 플랫폼과 결합하면 특정 조직 또는 세포에 선택적으로 핵산이나 단백질을 전달하는 정밀 치료가 가능해진다. 따라서 연구실의 바이오소재 기반 전달 연구는 약제학, 생물약제학, 차세대 치료제 개발을 잇는 융합 연구로서 중요한 의미를 가진다.