본 연구실은 망막 퇴행성 질환으로 인한 실명 환자들을 위한 차세대 인공망막(망막 보철) 기술 개발에 주력하고 있습니다. 기존의 전기적 망막 보철은 임상적으로 가능성을 입증하였으나, 전극 삽입의 침습성, 제한된 자극 위치, 전류의 확산으로 인한 낮은 공간 해상도 등 근본적인 한계가 존재합니다. 이를 극복하기 위해 연구실에서는 광유전학, 광열효과, 광전효과 등 다양한 광 기반 자극 방식을 활용한 비침습적 고해상도 망막 보철 시스템을 개발하고 있습니다. 특히, 금나노입자 등 플라즈모닉 나노소재를 활용하여 빛의 흡수 및 집속 효율을 극대화하고, 이를 통해 신경세포 단위의 정밀한 자극이 가능하도록 설계합니다. 이러한 접근법은 기존 전기적 자극 방식에 비해 조직 손상을 최소화하면서도, 더 높은 공간 해상도와 안전성을 확보할 수 있다는 장점이 있습니다. 최근에는 유기 태양전지 기반의 망막 보철 구조에 은/금 나노입자를 삽입하여 광전 변환 효율을 획기적으로 향상시키는 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 이러한 연구는 단순히 시각을 복원하는 데 그치지 않고, 환자 맞춤형 치료와 장기적 안정성, 임상 적용 가능성까지 고려한 종합적인 기술 개발을 목표로 하고 있습니다. 나아가, 초고해상도 인공시각 장치, 광음향 및 초음파를 활용한 약물 전달 등 다양한 융합 기술을 접목하여 미래의 시각 재활 및 신경 보철 분야를 선도하고 있습니다.

연구실은 뇌와 척수, 말초신경 등 다양한 신경계와의 상호작용을 위한 신경 인터페이스 및 신경조율(Neuromodulation) 기술 개발에 집중하고 있습니다. 기존의 전기적 자극 방식은 신뢰성은 높으나, 전극 삽입의 침습성과 전류 확산에 따른 저해상도, 조직 손상 위험 등 한계가 존재합니다. 이를 극복하기 위해 광학, 자기장, 초음파 등 다양한 비침습적 물리 자극을 활용한 신경 인터페이스를 연구하고 있습니다. 특히, 경두개 자기자극(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS)의 공간 해상도 및 자극 깊이를 향상시키기 위한 스마트 TMS 시스템, 자기공명 어레이를 이용한 다채널 마그네토써멀 신경자극, 초음파를 이용한 표적 약물 전달 및 신경조율 등 혁신적 기술을 개발하고 있습니다. 또한, 3차원 미세전자공학(MicroElectroThermoForming) 기반의 신경전극 어레이, 무선 전력전송 및 소형화된 척수 자극기 등 차세대 신경 보철 장치의 설계와 구현에도 앞장서고 있습니다. 이러한 신경 인터페이스 기술은 만성 통증, 운동장애, 우울증 등 다양한 신경계 질환의 치료뿐만 아니라, 뇌-기계 인터페이스, 인공 감각, 신경 신호 기록 및 분석 등 광범위한 응용이 가능합니다. 연구실은 이론적 모델링, 컴퓨터 시뮬레이션, 동물실험 및 임상 적용까지 아우르는 다학제적 연구를 통해, 미래 신경공학 및 의공학 분야의 혁신을 이끌고 있습니다.