MECHABIO
기계공학부 조영삼
MECHABIO GROUP은 기계공학을 기반으로 조직공학, 바이오공학, 미세유체, 자연모사 등 다양한 융합 연구를 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 3D 프린팅, 미세유체, 나노공정 등 첨단 제조기술을 활용하여 생체조직 재생, 인공장기 개발, 항균 표면 기술 등 다양한 분야에서 혁신적인 연구를 수행하고 있습니다.
특히, 맞춤형 세포지지체(스캐폴드) 설계 및 제작을 통해 뼈, 연골, 혈관, 식도 등 다양한 조직의 재생을 목표로 하며, 카고메 구조, 허니콤 구조, 듀얼 포어 구조 등 다양한 격자 구조를 적용하여 기계적 강도와 생체적합성을 동시에 확보하고 있습니다. 하이드로젤, 하이드록시아파타이트, 콜라겐 등 다양한 생체재료와의 융합을 통해 조직 재생 효율을 극대화하고, 3D 바이오프린팅 기술을 활용한 다층 구조 인공혈관, 인공식도, 인공연골 등 복잡한 조직의 제작과 기능적 평가도 활발히 이루어지고 있습니다.
또한, 미세유체 기반의 Lab-on-a-Chip, Bone-on-a-Chip 플랫폼 개발을 통해 조직 내 미세환경을 정밀하게 모사하고, 약물 전달 및 조직 반응을 실시간으로 분석하는 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 이러한 연구는 조직공학 및 재생의학 분야에서 새로운 치료법과 진단기술 개발에 중요한 역할을 하고 있습니다.
항균 및 기능성 표면 나노공정 기술 분야에서도 MECHABIO GROUP은 선도적인 위치를 차지하고 있습니다. 자연계 곤충 날개에서 영감을 받은 나노구조 표면 설계와 대면적 제조기술을 통해 박테리아 부착 및 증식을 억제하는 항균 표면을 개발하고 있으며, 표면의 투명성, 유연성, 김서림 방지 등 다양한 기능성을 추가하여 의료기기 및 임플란트 등 다양한 바이오메디컬 분야에 적용하고 있습니다.
이외에도, 본 연구실은 다양한 특허와 산학협력, 정부과제 수행을 통해 실용화 및 상용화 연구에도 적극적으로 참여하고 있습니다. MECHABIO GROUP은 창의적이고 융합적인 연구를 통해 미래 바이오메디컬 공학의 발전을 선도하고, 인류 건강 증진에 기여하고자 노력하고 있습니다.
3D Printing
Scaffold Design
Antibacterial Nanostructures
기계공학 기반 조직공학 및 바이오공학
MECHABIO GROUP은 기계공학적 원리를 바탕으로 조직공학과 바이오공학 분야에서 혁신적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 3D 프린팅, 미세유체, 자연모사 구조 설계 등 첨단 제조기술을 활용하여 생체조직 재생 및 인공장기 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히, 맞춤형 세포지지체(스캐폴드) 설계와 제작을 통해 뼈, 연골, 혈관, 식도 등 다양한 조직의 재생을 목표로 하고 있습니다.
조직공학 분야에서는 세포의 부착, 증식, 분화에 최적화된 미세구조와 기계적 특성을 갖춘 스캐폴드 개발에 집중하고 있습니다. 예를 들어, 카고메(Kagome) 구조, 허니콤 구조, 듀얼 포어(dual-pore) 구조 등 다양한 격자 구조를 적용하여 기계적 강도와 생체적합성을 동시에 확보하고 있습니다. 또한, 하이드로젤, 하이드록시아파타이트, 콜라겐 등 다양한 생체재료와의 융합을 통해 조직 재생 효율을 극대화하고 있습니다.
바이오공학적 응용에서는 3D 바이오프린팅 기술을 활용한 다층 구조 인공혈관, 인공식도, 인공연골 등 복잡한 조직의 제작과 기능적 평가를 수행하고 있습니다. 미세유체 기반의 Lab-on-a-Chip, Bone-on-a-Chip 플랫폼 개발을 통해 조직 내 미세환경을 정밀하게 모사하고, 약물 전달 및 조직 반응을 실시간으로 분석하는 연구도 활발히 이루어지고 있습니다.
항균 및 기능성 표면 나노공정 기술
MECHABIO GROUP은 생체재료 및 의료기기 표면의 항균성과 기능성 향상을 위한 나노공정 기술 개발에 앞장서고 있습니다. 박테리아 부착 및 증식을 억제하는 나노구조 표면(나노기둥, 나노홀, 나노라인 어레이 등) 설계 및 대면적 제조기술을 연구하며, 실제 의료기기 및 임플란트 표면에 적용 가능한 기계적 강건성과 내구성을 확보하는 데 중점을 두고 있습니다.
대표적으로, 자연계 곤충 날개(잠자리, 매미 등)에서 영감을 받은 나노구조 표면은 물리적 살균 효과를 통해 항생제 내성 문제를 극복할 수 있는 대안으로 주목받고 있습니다. 본 연구실은 PEGDMA, PCL, 알루미늄 산화물 등 다양한 소재를 활용하여 나노기둥, 나노홀, 나노라인 어레이 등 다양한 패턴을 구현하고, 표면의 구조적 특성과 항균 효과의 상관관계를 체계적으로 분석하고 있습니다. 또한, 표면의 투명성, 유연성, 김서림 방지(anti-fogging) 등 추가적인 기능성 부여에도 성공하여, 의료용 내시경, 광학기기 등 다양한 분야로의 확장 가능성을 제시하고 있습니다.
최근에는 나노구조 표면에 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine(MPC) 등 친수성/방오성 고분자 코팅을 적용하여 장기간 항균성과 내구성을 동시에 확보하는 연구도 진행 중입니다. 이러한 다기능 표면 기술은 의료기기 감염 예방, 바이오필름 억제, 차세대 임플란트 개발 등 다양한 바이오메디컬 분야에 실질적으로 기여하고 있습니다.
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국제 학술지 <International Journal of Extreme Manufacturing> 게재 확정
곽소정 교수님
International Journal of Extreme Manufacturing, 1970
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International Journal of Extreme Manufacturing 게재 확정
곽소정 교수님
International Journal of Extreme Manufacturing, 1970
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Fabrication of MPI-traceable alginate magnetic millirobots with multimodal selective-locomotion and heating capabilities
곽소정,
International Journal of Extreme Manufacturing, 1970
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동종세포 유래 세포외기질(ECM) 분비 조절기술 기반 고효율 골재생 치료제 개발 및 상용화 기술 확보(1차년도)
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비정형형상을 갖는 언더컷 골결손 재생용 4D 세포지지체: 공간구배팽창/형상정합도/형상변수가 고려된 적층가공 설계/제작 및 in-vivo 재생능 평가(1차년도)
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[LINC-익산시]3단계 산학연협력 선도대학 육성사업(LINC 3.0) 수요맞춤성장형(1단계 3차년도)