본 연구실은 pH 감응성 고분자 하이드로젤을 이용한 지능형 약물 전달 시스템 개발에 중점을 두고 있습니다. 하이드로젤은 외부 환경의 pH 변화에 따라 팽윤 및 수축 특성을 보이며, 이를 활용하여 약물의 방출 시점과 속도를 정밀하게 제어할 수 있습니다. 특히, 메타크릴산(MAA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 젤라틴 메타크릴레이트(GelMA) 등 다양한 고분자와 단백질을 조합하여, 경구 투여용 단백질 약물 전달체, 피부 투과용 마이크로니들, 그리고 화장품 유효성분 전달체 등 다양한 응용 분야에 적합한 하이드로젤 시스템을 설계하고 있습니다. 이러한 하이드로젤 시스템은 인체 내 다양한 환경(예: 위장관의 pH 변화, 피부의 미세 환경 등)에 따라 약물의 방출을 조절할 수 있어, 기존의 약물 전달 방식보다 효율적이고 부작용을 최소화할 수 있습니다. 연구실에서는 하이드로젤의 네트워크 구조, 기계적 강도, 점막 접착성, 팽윤 및 방출 특성 등을 체계적으로 분석하여 최적의 전달체를 개발하고 있습니다. 또한, 하이드로젤 내에 금 나노입자, 효소, 단백질 등 다양한 기능성 물질을 탑재하여, 진단 및 치료를 동시에 수행할 수 있는 스마트 바이오소재 개발에도 주력하고 있습니다. 이 연구는 경구 단백질 약물 전달, 피부 투과 약물 및 화장품 전달, 조직공학용 3D 스캐폴드, 바이오센서 등 다양한 바이오메디컬 및 헬스케어 분야에 적용될 수 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 pH 감응성 하이드로젤의 구조적·기능적 최적화와 더불어, 실제 임상 및 산업 현장에 적용 가능한 고성능 약물 전달 시스템 개발을 목표로 연구를 지속할 예정입니다.

연구실은 고분자 하이드로젤과 나노입자를 활용한 바이오센서 및 진단 플랫폼 개발에도 활발히 연구를 수행하고 있습니다. 하이드로젤 내에 효소, 양자점(Quantum Dot), 금 나노입자 등 다양한 기능성 나노소재를 고정화하여, 환경 변화(예: pH, 특정 화학물질 존재 등)에 따라 신호를 생성하는 스마트 센서 시스템을 구축하고 있습니다. 이러한 바이오센서는 미세유체 칩(lab-on-a-chip)과 결합하여, 식품 안전, 환경 모니터링, 질병 진단 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 특히, 효소-양자점 복합체를 하이드로젤 미세입자에 고정화하여, 페놀, 유기인산 화합물 등 유해물질을 고감도로 검출할 수 있는 광학 바이오센서를 개발하였습니다. 또한, 미세유체 시스템과 결합하여, 현장 실시간 분석이 가능한 소형화된 진단 플랫폼을 구현하고 있습니다. 이러한 기술은 기존의 대형 분석 장비에 비해 신속성, 민감도, 휴대성 측면에서 큰 장점을 가지며, 실제 산업 및 의료 현장에서의 활용 가능성이 높습니다. 연구실은 앞으로도 고분자 기반 바이오센서의 감도 및 선택성 향상, 다중 분석 기능 구현, 사용자 친화적 플랫폼 개발 등을 목표로 연구를 확장할 계획입니다. 이를 통해 차세대 진단 및 모니터링 기술의 상용화와 보급에 기여하고자 합니다.