이 연구 주제는 손상되거나 기능이 저하된 조직을 회복하기 위해 생체재료, 세포, 구조체 설계 기술을 통합하는 재생의학 중심의 조직공학 연구에 초점을 둔다. 연구실의 발표 및 논문 이력에서는 연골 재생용 하이브리드 스캐폴드, 식도 조직 재건용 다층 구조체, 소구경 혈관 구조, 치과 임플란트를 위한 골 재생 구조체 등 다양한 조직을 대상으로 한 응용이 확인되며, 이는 특정 장기 하나에 국한되지 않는 플랫폼형 조직공학 역량을 보여준다. 특히 생체 적합성과 조직 특이적 미세환경 재현을 동시에 고려하는 접근이 핵심이다. 연구 방법론 측면에서는 하이드로겔, 복합 스캐폴드, 3D 프린팅 및 드래깅 기반 프린팅 기술, 세포 스페로이드 제작, 동적 배양 시스템이 유기적으로 결합된다. 단순히 세포를 담지하는 구조체를 만드는 수준을 넘어, 실제 조직이 경험하는 기계적 자극과 구조적 이방성을 모사하기 위해 바이오리액터를 함께 설계하는 점이 특징적이다. 식도 연동운동 모사 바이오리액터, 무릎관절 움직임을 모사한 해부학적 바이오리액터, 동적 압축 자극 기반 소형 바이오리액터 개발 사례는 이 연구실이 구조체와 배양 환경을 동시에 설계하는 통합형 조직재생 전략을 추진하고 있음을 보여준다. 이러한 연구는 인공조직의 성숙도와 기능성을 높여 임상 적용 가능성을 향상시키는 데 중요한 의미를 가진다. 향후에는 환자 맞춤형 조직 제작, 장기별 기계적 환경 모사, 세포-재료 상호작용의 정밀 제어를 통해 재생의학의 실제 치료 전환 가능성을 더욱 높일 수 있다. 또한 조직공학 기술은 식도, 신경, 연골, 혈관, 골조직 등 여러 난치성 손상 분야에 확장될 수 있어 연구실의 장기적인 핵심 축으로 평가된다.

이 연구 주제는 약물과 유전물질을 손상 부위에 효과적으로 전달하여 조직 회복과 기능 재건을 유도하는 정밀 치료 시스템 개발에 관한 것이다. 연구실의 대표 논문 중 하나는 양이온성 양친매성 공중합체 기반 siRhoA 전달을 통해 척수손상 모델에서 축삭 재생을 촉진한 연구로, 약물전달 기술이 단순 운반체 개발을 넘어 신경계 재생 치료와 직접 연결되고 있음을 보여준다. 또한 덱사메타손 전달형 광가교 하이드로겔을 활용한 말초신경 손상 부위 염증 및 유착 억제 연구는 국소 약물전달과 조직재생의 융합 방향을 잘 나타낸다. 이 분야에서 연구실은 고분자 전달체, 하이드로겔 기반 방출 시스템, 생분해성 매트릭스, 유전자 침묵 기술 등을 활용해 치료 효율과 표적성을 높이는 전략을 채택한다. 약물이나 핵산이 체내에서 빠르게 소실되거나 비표적 조직에 영향을 주는 문제를 줄이기 위해, 손상 조직의 미세환경에 맞춘 지속방출형 플랫폼과 국소 부착형 재료를 설계하는 것이 중요하다. 특히 신경조직은 재생이 어렵고 염증, 반흔 형성, 세포사멸 등의 복합 문제가 얽혀 있기 때문에, 전달체의 생체적합성, 안정성, 세포 내 유입 효율을 동시에 고려하는 설계가 요구된다. 이러한 연구는 척수손상, 말초신경 손상, 유착 방지, 염증 조절과 같은 고난도 임상 문제를 해결할 수 있는 기반을 제공한다. 향후에는 약물과 유전자를 동시에 전달하는 복합 시스템, 조직재생용 스캐폴드와의 결합, 환자 상태에 따라 방출 속도를 제어하는 스마트 전달체로 확장될 가능성이 높다. 결과적으로 이 연구 축은 조직공학 연구와 긴밀히 연결되며, 재생치료의 실제 효능을 높이는 핵심 기술로 기능한다.

이 연구 주제는 자성 나노소재와 연성 하이드로겔 구조체를 이용해 체내에서 이동, 추적, 열치료를 동시에 수행할 수 있는 바이오메디컬 마이크로·밀리로봇 기술을 다룬다. 연구실의 최근 논문에서는 알지네이트 기반 자성 밀리로봇에 산화철 나노플라워와 NdFeB 분말을 결합하여 자기장 하에서 이동, 자기 발열, 영상 추적 기능을 동시에 구현하였다. 이는 기존의 단일 기능 자성체를 넘어 진단과 치료를 통합하는 다기능 치료 플랫폼으로서 큰 의미를 지닌다. 기술적으로는 자기장 구동 시스템, 전자기 코일 설계, 자화 제어, 자기입자영상(MPI) 기반 위치 추적, 선택적 국소 가열이 핵심 요소이다. 연구실은 단순한 로봇 제작에 머무르지 않고, 낮은 자기장 조건에서의 효율적 이동, 유체 환경에서의 안정적 제어, 치료 부위에서의 선택적 열 발생 등 실제 생체 적용을 위한 공학적 조건을 함께 최적화하고 있다. 또한 세포 전달과 국소 열치료를 동시에 수행하는 기능은 향후 암 치료, 재생의학, 표적 약물전달 분야에서 매우 높은 활용성을 가진다. 이 분야는 조직공학 및 약물전달 연구와도 강하게 연결된다. 예를 들어 자성 로봇은 세포나 생체활성물질을 손상 부위까지 능동적으로 운반할 수 있고, 국소 열자극이나 미세환경 조절을 통해 조직 재생 반응을 증진시킬 수 있다. 앞으로는 영상 유도형 치료, 폐쇄 공간 내 정밀 전달, 최소침습 수술 보조 등으로 확장될 수 있으며, 연구실의 생체재료 기반 연구를 차세대 정밀치료 플랫폼으로 발전시키는 중요한 영역이 될 것이다.