의용고분자는 생체적합성과 기능성을 동시에 갖춘 고분자 물질로, 임동우 연구실에서는 유전공학 및 단백질공학을 활용하여 다양한 자극(온도, pH, 이온 등)에 반응하는 고분자 및 폴리펩타이드 기반 바이오소재를 개발하고 있습니다. 대표적으로 엘라스틴 기반 폴리펩타이드, 칼모듈린, 레질린 등과 같은 단백질을 유전자 조작을 통해 설계·합성하여, 생체 내 환경 변화에 따라 구조적·기능적 변환이 가능한 스마트 바이오소재를 구현합니다. 이러한 소재는 약물전달, 조직공학, 재생의학, 바이오센싱 등 다양한 바이오메디컬 분야에 적용될 수 있습니다. 특히, 연구실은 다중 블록 코폴리펩타이드, 자가조립 나노구조체, 하이드로젤 등 다양한 형태의 자극 반응성 소재를 개발하여, 약물의 방출 속도와 위치를 정밀하게 제어하거나, 조직 재생 및 세포 치료에 적합한 환경을 조성하는 데 주력하고 있습니다. 예를 들어, 온도나 pH 변화에 따라 나노입자, 마이셀, 베시클, 하이드로젤 등으로 자가조립되는 구조체를 설계함으로써, 생체 내에서 원하는 시점에 약물 방출이 가능하도록 하며, 조직 재생을 위한 맞춤형 지지체로도 활용합니다. 이러한 연구는 기존의 단순한 생체재료를 넘어, 외부 자극에 따라 동적으로 기능이 변화하는 차세대 바이오소재 개발로 이어지고 있습니다. 임동우 연구실의 의용고분자 기반 자극 반응성 바이오소재 연구는 생명공학, 의공학, 나노바이오 분야의 융합적 발전을 선도하고 있으며, 실제 임상 및 산업적 응용 가능성을 높이고 있습니다.

임동우 연구실은 항신생혈관(anti-angiogenesis) 치료 및 표적 약물전달을 위한 융합 폴리펩타이드 기반의 자가조립 나노구조체 개발에 집중하고 있습니다. 대표적으로 혈관내피성장인자 수용체(예: VEGFR1) 타겟팅 펩타이드, 색소상피유래인자(PEDF) 등 항신생혈관 기능성 펩타이드와 자극 반응성 엘라스틴 기반 폴리펩타이드를 융합하여, 다중 블록 구조의 폴리펩타이드 및 나노베시클, 나노케이지, 하이드로젤 등을 설계합니다. 이들 구조체는 유전자 조작 및 단백질 공학 기술을 통해 대량 생산 및 정제가 가능하며, 온도, pH, 이온 농도 변화에 따라 자가조립 및 구조 변환이 일어나도록 설계되어 있습니다. 이러한 융합 폴리펩타이드 나노구조체는 암, 황반변성, 당뇨망막증 등 신생혈관 질환의 치료에 효과적으로 활용될 수 있습니다. 예를 들어, 항신생혈관 펩타이드가 표적 수용체와 특이적으로 결합하여 신생혈관 생성을 억제하고, 동시에 자극 반응성 구조체가 약물의 방출을 정밀하게 조절함으로써 치료 효율을 극대화할 수 있습니다. 또한, 나노베시클, 나노케이지 등은 다가성(multivalency) 구조를 통해 표적 결합력과 생체 내 안정성을 높이고, 다양한 약물 및 치료용 단백질의 동시 전달도 가능합니다. 이 연구는 기존의 단순 약물전달 시스템을 넘어, 표적 특이성과 자극 반응성을 결합한 고도화된 치료 플랫폼을 제시합니다. 임동우 연구실의 융합 폴리펩타이드 나노구조체 연구는 바이오신약, 나노의학, 정밀의료 분야에서 혁신적인 치료제 및 진단·치료 융합기술(테라노스틱스) 개발에 크게 기여하고 있습니다.