박찬희 연구실의 핵심 축 가운데 하나는 전기방사와 전기유체역학 기반 공정을 활용해 나노섬유 구조를 정밀하게 설계하고, 이를 조직공학용 생체재료로 확장하는 연구이다. 연구실은 단순한 2차원 섬유막 제작을 넘어 정렬형, 다층형, 튜브형, 솜 형태의 3차원 다공성 구조체를 구현하며, 세포외기질(ECM)을 모사하는 미세구조를 통해 세포 부착, 증식, 분화가 유리한 환경을 조성하는 데 집중하고 있다. 이러한 접근은 골조직, 신경조직, 연부조직, 혈관조직 등 다양한 재생의학 응용으로 이어지고 있으며, 실제 발표 및 과제에서도 골재생 스캐폴드, 신경유도관, 인공혈관, 창상피복재 등으로 구체화되고 있다. 이 연구실의 특징은 소재와 구조, 그리고 제조공정을 통합적으로 다룬다는 점이다. 폴리카프로락톤, 키토산, 셀룰로오스, 실크피브로인, 하이드로겔, 생체유래 ECM 등 다양한 고분자 및 복합소재를 활용해 생체적합성과 기계적 물성을 동시에 확보하려고 하며, 표면개질, 약물탑재, 압전성 부여, 항균성 부여와 같은 기능성 설계를 병행한다. 특히 다각형 고속 전기방사 시스템, 정렬 나노섬유 제조장치, 격자형 나노섬유 구조체 제조기술 등은 연구실이 공정 장비 수준부터 차별화된 원천기술을 축적하고 있음을 보여준다. 이러한 제조혁신은 단순한 실험실 수준의 소재 제작을 넘어 대면적화, 재현성 확보, 형상 제어, 상용화 대응이라는 실제 의료기기 개발의 요구와도 연결된다. 응용 측면에서 이 연구는 생체재료의 실용화를 강하게 지향한다. 나노섬유형 의료기기 상용화, 메카노바이오활성소재 기반 혁신 의료기기 실증, 생체흡수성 스텐트 시스템, 지혈용 바이오 지지체 제품 개발 등의 과제는 연구실이 재생의학용 소재를 임상 및 산업 현장으로 연결하려는 방향성을 잘 보여준다. 따라서 이 주제는 기초적인 생체재료 설계와 세포-재료 상호작용 연구뿐 아니라, 제조공정 최적화, 안전성 평가, 인허가 대응까지 포괄하는 전주기 의공학 연구로 이해할 수 있다.

연구실의 또 다른 대표 분야는 혈관 및 비혈관 중재의료기기를 위한 기능성 스텐트, 코팅막, 카테터 및 관련 부품 기술 개발이다. 특허와 프로젝트를 보면 동맥류 치료용 고분자 코팅 스텐트, 생체흡수성 폴리머 스텐트 시스템, 담도·식도 등 비혈관 스텐트용 약물방출 막, 혈전 포집 및 재협착 대응 기술 등 다양한 중재의료기기 응용이 축적되어 있다. 이는 기계설계공학, 재료공학, 생체적합성 평가, 약물전달 기술이 결합된 전형적인 의공학 융합 연구로, 실제 의료 현장의 문제를 해결하려는 목적이 매우 뚜렷하다. 이 연구의 핵심은 기기 표면과 생체 환경의 상호작용을 정밀하게 제어하는 데 있다. 연구실은 전기방사, 딥코팅, 하이드로겔 코팅, 항염 및 항혈전 표면개질, 방향성 약물방출 멤브레인 설계 등을 통해 스텐트 삽입 후 발생할 수 있는 염증, 재협착, 혈전, 박리, 생체막 형성 등의 문제를 줄이고자 한다. 더불어 생체흡수성 고분자와 마그네슘 합금, 하이드록시아파타이트 표면개질, 생분해성 튜브 및 카테터 개발을 통해 일정 기간 기능을 수행한 뒤 체내에서 안전하게 사라지는 차세대 삽입형 디바이스 개발에도 집중하고 있다. 이는 기존 금속 영구삽입형 기기의 한계를 극복하려는 중요한 방향이다. 연구실은 여기서 더 나아가 성능평가와 실증 인프라까지 함께 구축하고 있다. 메카노바이오활성소재 혁신 의료기기 실증 기반구축 사업, 의료기기 인허가를 위한 성능 및 생물학적 안전성 평가, 제품 실증 중심 과제들은 이 연구가 단순한 프로토타입 제작에 머물지 않음을 보여준다. 다시 말해 박찬희 연구실은 중재의료기기의 설계-제조-표면기능화-평가-상용화 전 과정을 다루는 연구역량을 갖추고 있으며, 실제 환자 치료에 적용 가능한 의료기기 플랫폼을 구축하는 데 강점을 지닌다.

박찬희 연구실은 나노바이오머신과 의공학기술을 기반으로 암 진단 및 정밀의료를 위한 바이오센싱 플랫폼도 활발히 연구하고 있다. 특히 순환종양세포(CTC) 분리와 검출, 오가노이드 기반 질환 모델링, 임피던스 기반 라벨프리 센싱, 마이크로플루이딕 시스템 개발이 대표적이다. 관련 과제에서는 전이암 세포를 혈액에서 빠르게 분리하고, 수소-단일 나노입자 충격 효과나 전자기장 제어 시스템을 이용해 기계변환 특성을 분석하는 접근이 제시되어 있다. 또한 췌장암 환자 유래 조건부 재프로그래밍 세포로부터 3차원 오가노이드를 구축한 논문은 연구실이 진단 플랫폼뿐 아니라 환자 맞춤형 전임상 모델에도 관심을 갖고 있음을 보여준다. 이 연구 분야는 정밀한 계측과 바이오모델의 결합이 특징이다. 연구실은 임피던스 기반 마이크로유체 세포분석, 락인앰프 기반 전기적 측정, 자성 나노입자 조작, 마이크로채널 내 미세진동 유도, 3전극 시스템 등 계측공학적 요소를 활용하여 암세포를 비표지 방식으로 식별하고 분리하려 한다. 동시에 종양 오가노이드, tumoroid, hydrogel culture와 같은 3차원 생체모사 모델을 활용해 실제 생체 환경에 가까운 미세환경을 재현하고, 유동 환경이나 기계적 자극이 암세포 거동과 구조에 미치는 영향도 분석한다. 이는 기존 2차원 세포배양 기반 분석의 한계를 보완하는 정교한 의생명공학 접근이다. 이러한 연구는 향후 액체생검, 조기진단, 예후 예측, 약물 반응성 평가로 이어질 가능성이 크다. 오가노이드와 CTC 플랫폼을 결합하면 환자별 종양 특성에 맞춘 맞춤형 치료 전략 수립이 가능해지고, 비침습적 방식의 반복 모니터링도 기대할 수 있다. 따라서 이 연구실의 암 진단·센싱 연구는 단순 센서 개발을 넘어서, 미세유체 시스템과 나노소재, 전기계측, 3차원 암모델을 통합한 정밀의료 지향형 의공학 연구로 평가할 수 있다.