생체적합형 나노입자 기반 약물전달시스템은 약물의 효율적이고 표적화된 전달을 위해 설계된 첨단 바이오의공학 기술입니다. 본 연구실에서는 다양한 생체적합성 나노입자를 합성하여, 이들이 인체 내에서 안전하게 작동하면서도 원하는 조직이나 세포에 약물을 정확히 전달할 수 있도록 연구를 진행하고 있습니다. 특히, 나노입자의 표면을 다양한 생체분자(예: 세포막, 단백질 등)로 코팅함으로써, 면역 반응을 최소화하고 약물의 체내 반감기를 연장시키는 전략을 개발하고 있습니다. 이러한 나노입자 기반 약물전달시스템은 기존의 약물치료에서 발생할 수 있는 부작용을 줄이고, 약물의 치료 효율을 극대화할 수 있는 장점을 지닙니다. 예를 들어, 뼈재생을 위한 파골세포막 코팅 나노입자, 퇴행성 뇌질환 치료를 위한 표적화된 나노입자 등 다양한 응용 분야에 맞춘 맞춤형 시스템을 개발하고 있습니다. 또한, 저농도에서도 효과적으로 작동하는 시간차 다중 약물전달시스템을 통해 복합적인 질환 치료에 새로운 가능성을 제시하고 있습니다. 연구실은 이러한 기술을 실제 임상에 적용하기 위해 동물실험 및 전임상 연구를 활발히 수행하고 있으며, 관련 특허와 논문을 다수 발표하고 있습니다. 앞으로도 생체적합형 나노입자 기반 약물전달시스템은 난치성 질환 치료, 조직 재생, 정밀의료 등 다양한 바이오의공학 분야에서 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.

나노바이오소재는 나노미터 크기의 바이오 소재로, 생체 내외에서 다양한 기능을 수행할 수 있도록 설계된 물질입니다. 본 연구실에서는 금 나노입자, 그래핀, 폴리아닐린 등 다양한 나노소재를 바이오의공학적 목적에 맞게 합성하고, 이를 기반으로 한 센서, 진단기기, 치료제 개발에 주력하고 있습니다. 특히, 플라즈모닉스 기술을 활용하여 나노입자의 광학적 특성을 극대화하고, 이를 질병 진단 및 바이오마커 검출에 적용하는 연구를 선도하고 있습니다. 이러한 나노바이오소재는 퇴행성 뇌질환, 암, 감염병 등 다양한 질환의 조기 진단과 치료에 활용될 수 있습니다. 예를 들어, 아밀로이드-금 나노입자 복합체를 이용한 알츠하이머 및 파킨슨병 약물 스크리닝 플랫폼, 세균 및 바이러스 독소 검지용 나노센서, 인공수용체 기반 유기물 센싱 등 다양한 응용 사례를 개발하고 있습니다. 또한, 분자각인 고분자 인공수용체를 이용한 고감도 센서 개발 등 차세대 바이오센서 연구도 활발히 진행 중입니다. 연구실은 나노바이오소재의 합성뿐만 아니라, 이들의 생체적합성, 안정성, 기능성 평가를 위한 다각적인 실험과 분석을 수행하고 있습니다. 이를 통해 실제 임상 및 산업 현장에서 활용 가능한 혁신적인 바이오의공학 솔루션을 제공하고 있으며, 국내외 특허 및 학술지에 다수의 연구성과를 발표하고 있습니다.

퇴행성 뇌질환(알츠하이머병, 파킨슨병 등)은 고령화 사회에서 심각한 사회적·의료적 문제로 대두되고 있습니다. 본 연구실은 나노바이오 기술을 활용하여 퇴행성 뇌질환의 병리기전을 분자 수준에서 규명하고, 효과적인 치료제 개발을 위한 약물 스크리닝 플랫폼을 개발하고 있습니다. 특히, 아밀로이드 및 알파-시뉴클레인 등 질환 관련 단백질의 응집 및 변형 과정을 나노입자와 결합시켜 실시간으로 분석할 수 있는 혁신적인 시스템을 구축하였습니다. 이러한 플랫폼은 기존의 약물 스크리닝 방식보다 빠르고 정확하게 신약 후보물질의 효능을 평가할 수 있으며, 실제로 다양한 단백질 분해효소 및 소분자 약물의 효과를 검증하는 데 활용되고 있습니다. 또한, 엔지니어드 아밀로이드 디자인 및 응용 기술을 통해 질환 특이적 타깃을 정밀하게 조절할 수 있는 기반을 마련하고 있습니다. 이와 더불어, 뇌질환 관련 바이오마커의 고감도 검출을 위한 나노센서 개발도 병행하고 있습니다. 연구실은 이러한 연구를 통해 퇴행성 뇌질환의 조기 진단, 병태생리 규명, 신약 개발 등 다양한 분야에서 선도적인 역할을 하고 있으며, 관련 특허와 논문을 지속적으로 발표하고 있습니다. 앞으로도 나노바이오 기반의 융합 연구를 통해 난치성 뇌질환 극복에 기여할 계획입니다.

분자각인 고분자(MIP, Molecularly Imprinted Polymer) 인공수용체는 특정 분자를 선택적으로 인식할 수 있도록 설계된 고분자 소재입니다. 본 연구실에서는 MIP 기술을 활용하여 유기물, 바이오마커, 노화 관련 물질 등 다양한 타깃을 고감도로 검출할 수 있는 바이오센서를 개발하고 있습니다. 이 기술은 기존의 항체 기반 센서에 비해 내구성, 재현성, 비용 측면에서 우수한 장점을 가지고 있습니다. 특히, 분자각인 고분자 인공수용체를 이용한 유기물 센싱은 환경 모니터링, 식품 안전, 의료 진단 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 연구실은 최근 노화 바이오마커, 심혈관질환, 요산, 글루코스 등 다양한 생체분자에 특이적인 인공수용체를 개발하여, 현장진단(POCT)용 센서 플랫폼에 접목하고 있습니다. 또한, 종이 기반, 전기화학적, 광학적 센서 등 다양한 형태의 바이오센서로 확장하여 실용화 연구도 활발히 진행 중입니다. 이러한 연구는 질병의 조기 진단, 건강 모니터링, 맞춤형 의료 등 미래 바이오의공학의 핵심 기술로 주목받고 있습니다. 연구실은 관련 특허와 논문을 다수 보유하고 있으며, 산업체와의 협력을 통해 기술 상용화에도 힘쓰고 있습니다.