성균관대학교 글로벌바이오메디컬공학과

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Inspiring Future, Grand Challenge

서민아-박천권 교수 연구팀
뇌종양에서만 나타나는 소교세포 수용체 감소 확인

신경 과활성화와 종양 성장 연결 고리 밝혀

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박천권 교수 연구팀
생리대 안정성 과학적 검증 결과 발표

국제 공동연구 통해 휘발성 화합물·미세플라스틱·세포독성 종합 분석

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김태형 교수 연구팀
실시간 미토콘드리아 활성 분석이 가능한 나노복합체 기반 전기화학 플랫폼 개발

세포 리프로그래밍 과정의 대사 조절 기전 규명 및 심장 재생 치료제 개발에 기여

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신미경 교수 공동연구팀
극심한 근육 손상 회복 위한 차세대 로봇 재활 시스템 제조 프로토콜 보고

- 주사형 전기전도성 보형물과 신축성 자가치유 전극 통합
- 신미경ㆍ손동희 교수 연구진, 재활의료 기술 선도

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김성기 교수
국제자기공명의과학회 골드메달 수상

인간과 동물 연구를 통해 fMRI 신호의 기본적인
생리학적 기초를 이해하는데 기여

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김태형 교수 연구팀
줄기세포의 공간 특이적 다중 자동분화 플랫폼 FANTA 개발

- 다공성 나노입자 코팅 기술을 통한 줄기세포 정밀 제어의 혁신적인 시스템 제공
- 장기칩 (Organ-on-a-chip) 연구 및 다양한 오가노이드 분화 적용 가능

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Notice

Department News

글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수, 보건복지부 장관 표창 수상
2025-11-04
글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수, 보건복지부 장관 표창 수상 우리 대학 글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수가 첨단재생의료 발전에 기여한 공로로 보건복지부 장관 표창을 받았다. 보건복지부는 재생의료진흥재단과 함께 지난 28일 서울 용산구 피스앤파크 컨벤션에서 ‘2025 첨단재생의료 연례 심포지엄’(2025 RMAF Annual Symposium)을 열고 첨단재생의료 유공자 50명에게 장관 표창을 수여했다. 신미경 교수는 조직 접착력 및 전도성을 갖는 의료용 신소재를 개발하여 신경 및 근육 손상을 겪는 환자들의 재활치료 기술 개발에 공로를 인정받았다. 신 교수는 "이번 수상을 계기로 개발한 바이오 신소재 기술을 실제 난치성 신경근육질환 환자들의 치료에 적용할 수 있도록 더욱 연구에 매진하겠다"고 말했으며, "또한 해당 기술을 다양한 질환에 적용할 수 있는 확장성을 확보하기 위한 연구에도 집중하겠다"고 전했다.

죽음에 대한 과학적 탐구: 홍석준 교수님 (BODA) 인터뷰 영상
2025-08-29
우리 학과 홍석준 교수님과 이호 교수님이 함께 출연한 BODA 인터뷰 영상 링크를 공유드립니다. 홍석준 교수님 법의학자와 뇌과학자가 솔직하게 말하는 '죽음'의 모든 것 ｜ 콜라보다 (이호X홍석준 1부) https://youtu.be/6bv-fj1UaGI?si=aEz0qhk9Z0lBFHig

BME&IPHC 2025년 여름학위 수여식
2025-08-28
글로벌바이오메디컬공학과, 지능형정밀헬스케어융합전공은 성균관대학교 2025년 여름 학위 수여식과 동일한 날인 8월 25일에 N센터에서 여름학위 수여식을 거행하였습니다. 학부, 대학원 졸업생 및 교수님, 학부모를 비롯한 지인이 참석하여 졸업을 축하하는 시간을 가졌습니다. 글로벌바이오메디컬공학과 학과장이신 심원목 교수님께서 졸업식 사회를 맡아주셨고, 학부생, 대학원생 순으로 졸업장을 수여하였습니다. 학사 졸업장은 졸업논문 심사를 맡아주셨던 이정승 교수님, 박한규 교수님, 김형구 교수님께서 대표로 수여해주셨습니다. 성균최우등과 성균우등상은 이전 학과장이신 박장연 교수님께서 전달해주셨습니다. 석사, 박사 졸업생의 학위기 수여는 지도교수님께서 맡아주셨고, 학생의 소감과 지도교수님의 격려를 나누며 한층 따뜻한 시간을 보낼 수 있었습니다. 교수님과 악수하며 인사를 나누는 시간도 가졌습니다. 졸업생 여러분의 앞날을 응원합니다.

성균웹진 - 의공학의 중점분야를 개척하다, 글로벌바이오메디컬공학과
2025-05-28
성균웹진에 우리학과가 소개되었습니다. 링크 첨부합니다. 성균웹진 | 캠퍼스 Culture | 전공소개

[2025 포브스코리아 30세 미만 30인] 김수민 박사과정생 선정
2025-03-31
“심장과 뇌는 인체에서 가장 중요한 장기로, 문제가 발생했을 때 신속한 대응이 이뤄지지 않으면 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 생체의료기기 소재 개발은 전 세계적으로 큰 관심을 받고 있습니다. 원격 진료·치료가 가능한 생체의료기기 소재를 개발해 글로벌 의료 기술 혁신에 기여하고자 합니다.” 김수민 성균관대 지능형정밀헬스케어연구단 박사과정생은 조직 접착성을 가지는 치료용 생체재료를 연구 중이다. 특히 전자소자와 접착성 하이드로젤을 결합해 체내에 삽입 가능한 생체의료기기 소재를 개발하는 데 집중하고 있다. 권위 있는 학술지에도 그의 논문이 실렸다. 심장 조직에 부착 가능한 양방향성(심전도 신호 계측·심장 조직 자극을 통한 심박 조율이 가능한) 전자소자에 관한 연구는 〈네이처 일렉트로닉(Nature Electronics)〉에 게재됐다. 심장은 인체 장기 중에서도 움직임이 많아 접근이 어려운 조직인데, 그가 개발한 생체전자 소재를 이식한 동물 모델에서 4주간 구동됐다는 점이 주목받았다. 특히 이 연구는 2024년 국가연구개발 우수성과 100선에 선정된 바 있다. 또 다른 학술지 〈어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)〉에는 주사 가능한 전도성 하이드로젤에 관한 논문이 발표됐다. 이 연구논문은 최소 침습이 적용될 수 있는 전도성 생체재료의 가능성을 제시했다는 평가를 받았다. 그는 “하이드로젤의 단점을 보완하면서도, 가장 큰 장점인 부드러운 물성을 유지할 수 있는 새로운 소재를 개발하는 것을 목표로 한다”며 “이를 위해 고분자 과학에 대한 연구를 더욱 심화해 높은 생체 친화도를 유지하면서도, 장기간 안정적인 구동이 가능한 생체소재를 개발하는 것을 가까운 목표로 삼고 있다”고 말했다. - 이정은 기자 lee.jeongeun2@joongang.co.kr _ 사진 최영재 기자 * 출처 : 포브스 코리아

김태형 교수 연구팀, 한국연구재단 개인기초연구사업 과제 선정
2025-03-12
김태형 교수 연구팀, 한국연구재단 개인기초연구사업 과제 선정 - 김태형 교수, 3차원 나노소재 다중 레이어 플랫폼 기술 개발 연구로 중견연구자 지원사업 (유형1-글로벌 협력, 연 약 3억/5년) 과제 선정 - 구경모 박사후연구원, 세포 역노화 모니터링용 플랫폼 기술 개발 연구로 세종과학펠로우십 (국내트랙, 연 약 1.3억/5년) 과제 선정 ▲(왼쪽부터) 김태형 교수, 구경모 박사후연구원 ◇ 김태형 교수·구경모 박사, 중견연구자지원사업·세종과학펠로우십 선정 김태형 교수 연구팀이 한국연구재단 개인기초연구사업 ‘중견연구자지원사업 (유형1-글로벌 협력과제)’에 선정됐으며, 같은 연구실의 구경모 박사후연구원도 ‘세종과학펠로우십 (국내트랙)’에 최종 선정됐다. ◇ 김태형 교수, 중견연구자지원사업 선정… 3D 나노소재 기반 삼배엽체 형성 플랫폼 개발 중견연구자지원사업은 창의적인 개인 연구를 지원해 중견급 연구자의 기초연구 역량을 강화하고 리더 연구자로 성장하도록 돕는 사업이다. 김태형 교수는 ‘삼배엽체의 체외 고효율 자동 생성이 가능한 3차원 나노소재 다중 레이어 플랫폼 기술 개발’을 연구 주제로 선정, iPSC의 자동 분화 제어를 통해 고효율 삼배엽 자동 형성 및 상호작용 모사가 가능한 3D 플랫폼 개발을 목표로 한다. 김태형 교수는 “훌륭한 연구자들이 많은 가운데 이번 과제를 수행하게 되어 영광이다”며, “작성 과정에서 많은 지원을 해준 성균관대학교와 산학협력단 관계자분들께 감사드린다”고 소감을 전했다. ◇ 동 연구실 구경모 박사후연구원, 세종과학펠로우십 국내트랙 선정… 미토콘드리아 기능 평가 플랫폼 기반 세포 역노화 기술 검증 연구 세종과학펠로우십(국내트랙)은 39세 이하, 박사학위 취득 후 7년 이내의 젊은 과학자가 국가 핵심 과학기술 인재로 자리 잡을 수 있도록 지원하는 사업이다. 이번 선정으로 구경모 박사후연구원은 5년간 총액 6억 원 내외의 연구비를 지원받아 ‘세포 역노화 모니터링을 위한 비표지·비파괴 미토콘드리아 기능 평가 다중 전기화학 플랫폼 개발’ 연구를 수행할 예정이다. 구경모 박사후연구원은 “세포 역노화 기술 검증의 필요성이 강조되는 시점에서, 다학제적 접근을 통해 성공적인 연구 성과를 도출할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다. ▲[그림1] 삼배엽체의 체외 고효율 자동 생성이 가능한 3차원 나노소재 다중 레이어 플랫폼 기술 개발 연구 개요도 ▲[그림2] 세포 역노화 모니터링을 위한 비표지/비파괴 미토콘드리아 기능 평가 다중화 전기화학 플랫폼 개발 연구 개요도

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Research News

뇌종양, 주변 뉴런 과활성화 유도…소교세포가 관여
2025-09-24
뇌종양, 주변 뉴런 과활성화 유도…소교세포가 관여 - 뇌종양에서만 나타나는 소교세포 수용체 감소 확인 - 신경 과활성화와 종양 성장 연결 고리 밝혀 ▲ 글로벌바이오메디컬공학과 서민아 교수, 박천권 교수, 예재승ㆍ이나경 박사과정생 우리대학 연구진이 뇌종양이 뇌 속 뉴런의 과도한 흥분 상태(과활성화)를 유도하는 데, 뇌 면역에 관여하는 소교세포(microglia)가 중요한 역할을 한다는 사실을 새롭게 밝혀냈다. 특히 이 현상이 뇌종양에 특이적으로 나타나는 현상이며, 소교세포 수용체의 변화가 핵심 원인임을 규명해, 뇌종양 치료에 새로운 실마리를 제공할 것으로 기대된다. 그동안 뇌종양세포가 주변 뉴런을 직접 자극해 과활성화를 유도하고, 이로 인해 종양의 성장과 확산이 가속화되는 악순환 메커니즘이 존재한다는 것은 알려져 있었다. 그러나 이러한 뉴런의 과활성화 현상이 다른 암과 구별되는 뇌종양 특이적 특징인지, 또 어떤 세포가 이 과정에 관여하는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 연구진은 이에 착안해, 소교세포의 수용체 ‘P2RY12’에 주목했다. 이 수용체는 뉴런의 흥분 상태를 조절하며, 정상적인 뇌에서는 과도한 뉴런 활성을 억제하는 역할을 한다. 연구팀은 뇌종양 모델과 뇌 전이암 모델을 비교해 이 수용체의 변화를 추적했다. 그 결과, 뇌종양에서는 소교세포의 P2RY12 발현이 크게 감소했고, 이로 인해 뉴런이 비정상적으로 과활성화되는 현상이 뚜렷하게 나타났다. 반면, 다른 암이 뇌로 전이된 경우에는 P2RY12 수용체가 유지되어 뉴런의 과활성화가 거의 나타나지 않았다. 이는 P2RY12의 소실이 뇌종양에서만 나타나는 특이 현상이며, 이를 통해 뇌종양이 주변 미세환경까지 변화시킨다는 것을 보여준다. ▲ 뇌종양 환경에서 특이적으로 소교세포의 P2RY12 수용체가 상실됨에 따라 뉴런의 과활성화 상태가 나타나는 개략도 또한 연구진은 P2RY12 수용체의 기능을 인위적으로 차단했을 때, 전이암 모델의 뇌에서는 뉴런 활성이 증가했지만, 뇌종양 주변 미세환경에서는 이미 수용체가 사라져 있어 추가적인 변화가 없다는 점도 확인했다. 이 결과는 P2RY12 수용체의 상실이 뇌종양 미세환경에서 뉴런 과활성화의 중요 요인임을 입증한다. 연구팀은 “이번 연구는 뇌종양이 단순히 암세포 증식만이 아니라, 뇌 내 미세환경까지 교란시켜 뉴런 활성을 비정상적으로 변화시키는 질환임을 보여준다”며, “소교세포를 표적으로 한 새로운 치료법 개발에 기초가 될 수 있다”고 말했다. 이번 연구는 글로벌바이오메디컬공학과 서민아·박천권 교수(공동 교신저자) 연구팀과 박사과정 연구원 예재승·이나경(공동 제1저자)이 참여했으며, 기초과학연구원(IBS) 뇌과학이미징연구단, BK21, 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었다. 연구 성과는 임상신경학 및 종양학 분야의 권위 있는 국제학술지 Neuro-Oncology에 7월 30일자로 게재되었다. ※ 논문명: Glioma-associated microglia potentiate neuronal hyper-excitability in the glioma environment ※ 학술지: Neuro-Oncology(IF 13.4, JCR 상위 1.2%) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1093/neuonc/noaf181

박천권 교수 연구팀, 생리대 안전성 과학적 검증 결과 발표
2025-09-18
글로벌바이오메디컬공학과 박천권 교수 연구팀이 하와이대학교 김주희 교수 연구팀, 충북대학교 김세나 교수와 함께 시중에서 판매되는 생리대의 화학적 안전성과 독성 수준을 종합적으로 평가한 국제 공동연구 결과를 발표했다. 이번 연구는 2025년 8월 29일 발표되었으며, 여성 건강과 밀접한 위생용품의 안전성을 다룬 최초의 포괄적 분석이라는 점에서 큰 의미를 가진다. 연구팀은 국내외 유통 중인 29종의 생리대를 대상으로 ▲휘발성유기화합물(VOCs) 방출, ▲미세플라스틱 검출, ▲세포독성 평가 등을 다각도로 분석했다. 그 결과, 다수 제품에서 톨루엔*이 0.04~2.79 μg/패드 수준으로 검출되었으며, 이는 기존 산업 안전 기준치(37 mg/m⁻³)보다는 낮지만, 피부 흡수 특성과 장기간 사용 환경을 고려하면 보다 면밀한 검토가 필요하다는 지적이다. *톨루엔: 산업적으로 널리 쓰이는 휘발성 유기화합물로 피부나 점막에 반복적으로 노출될 경우 건강에 해로울 수 있음 또한, 모든 생리대 제품에서 폴리프로필렌(PP) 기반의 미세플라스틱이 확인되었고, 일부 제품에서는 PET 및 PE 등 다른 종류의 미세플라스틱도 소량 검출됐다. 최근 미세플라스틱이 인체 건강에 미치는 영향에 대한 우려가 커지는 가운데, 이번 연구는 생리대와 같은 밀착형 위생용품에서의 미세플라스틱 노출 가능성을 과학적으로 입증했다는 점에서 주목받고 있다. 세포독성 실험 결과, 일부 생리대는 세포 생존율이 80% 이하로 나타나 중등도의 세포독성이 확인되었다. 특히 ‘유기농’으로 표시된 일부 제품에서도 세포독성이 관찰되어 추가적인 검증 연구가 요구된다. 이러한 결과는 제조 공정에서 사용되는 화학물질의 종류와 처리 방식이 제품의 독성 수준에 직접적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 박천권 교수는 “이번 연구는 위생용품의 안전성 문제에 대해 구체적인 과학적 데이터를 바탕으로 경각심을 불러일으킨 의미 있는 결과”라며, “장시간 피부에 밀착되는 제품일수록 성분의 투명성과 안전성 검증이 필수적”이라고 강조했다. 이번 연구는 성균관대학교, 하와이대학교, 충북대학교의 연구진이 참여한 국제 공동연구로, 여성 건강과 소비자 안전 확보 차원에서 공중보건 정책 및 제품 규제 기준 수립에 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다. 연구결과는 환경 위해성 평가와 안전성 연구 분야에서 가장 영향력 있는 학술지 중 하나인 Journal of Hazardous Materials(Impact Factor 12.2)에 게재됐다. DOI : https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.139702

김태형 교수 연구팀, 실시간 미토콘드리아 활성 분석이 가능한 나노복합체 기반 전기화학 플랫폼 개발
2025-06-09
심근세포로의 직접 리프로그래밍 과정에서 실시간 미토콘드리아 활성 분석이 가능한 나노복합체 기반 전기화학 플랫폼 개발 - 세포 리프로그래밍 과정의 대사 조절 기전 규명 및 심장 재생 치료제 개발에 기여할 것으로 기대 ▲(왼쪽부터) 김태형 교수, 구경모 박사후연구원, 연세대학교 의과대학 진윤희 교수, 서승주 연구원 - 김태형 교수 연구팀과 연세대학교 의과대학 진윤희 교수 연구팀은 직접 리프로그래밍을 통해 유도된 심근세포 유사체(CiCMs)의 미토콘드리아 대사 활성을 30초 이내에 실시간·비파괴적으로 정량 분석할 수 있는 전기화학 기반 나노복합체 플랫폼(Poly-l-lysine/Matrigel double layer coated gold nanostructured composites, PMGN)을 개발했다. 특히 심장 질환은 여전히 전 세계 사망 원인 1위를 차지하고 있으며, 현재의 약물 및 수술적 치료는 주로 증상 완화에 그쳐 손상된 심근 기능을 회복하지 못한다. 이러한 한계를 극복하기 위해 등장한 직접 리프로그래밍 기술은 유망한 대안이지만, 기존의 세포 기능 분석 방법들은 대부분 세포를 고정하거나 파괴해야 하며 분석 과정이 복잡하고 장시간이 소요되어 임상 적용에 어려움이 있었다. ▲[그림1] 심근세포로의 리프로그래밍 과정에서 실시간 미토콘드리아 활성 분석이 가능한 나노복합체 기반 전기화학 플랫폼 개발 연구 개요도 - 이에 연구팀은 금 나노구조 전극에 poly-L-lysine과 Matrigel을 이중 코팅함으로써, 세포 부착 안정성과 전기화학 신호 민감도를 동시에 확보한 새로운 기능성 플랫폼을 구축하였다. 해당 플랫폼은 심근세포의 직접 리프로그래밍 과정 중 일어나는 해당작용에서 산화적 인산화(OXPHOS)로의 대사 전환을 약 30초 이내에 실시간 감지할 수 있으며, 세포 손상 없이 동일 세포를 반복적으로 측정 가능하다는 점에서 기존 분석법 대비 효율성과 정밀도가 크게 향상된다. 실제로 본 기술을 통해 최대 29일간 장기 배양된 심근세포에서의 기능성 변화를 비표지/비파괴방식으로 실시간 추적을 하였으며, 독소루비신, 렘데시비르, 로시글리타존(심독성 약물) 및 리라글루타이드(비독성 약물) 등 총 4종의 약물에 대한 심독성 반응을 실시간으로 정량 평가하는 데 성공하였다. - 이번 연구성과는 재생의학 기반 세포치료제의 기능성 평가 및 품질 관리, 나아가 심혈관계 신약 개발을 위한 심독성 예측 플랫폼으로의 폭넓은 응용 가능성을 제시하며, 세포 기반 치료 및 약물개발 분야의 실용적 전환점을 마련할 것으로 기대된다. - Keywords: 세포 부착 고분자, 금 나노구조체, 전기화학 분석법, 직접 심근세포 리프로그래밍, 미토콘드리아 대사, 심독성 평가 - 이에 김태형 교수는 “본 전기화학 기반 미토콘드리아 활성 평가기술과 플랫폼 (PMGN platform)은 세포 기능성을 손상 없이 정량적으로 분석할 수 있어, 심장 재생 세포치료제의 품질 관리뿐만 아니라 심독성 약물 선별과 임상 적용 평가에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.”며, “특히 많은 지원을 해준 성균관대학교와 산학협력단 관계자분들께 감사드린다”고 소감을 전했다. - 이 연구 결과는 과학기술정보통신부와 보건복지부가 지원하는 한국연구재단, 재생의료기술개발사업, 한국형 ARPA-H 프로젝트, 보건의료기술연구개발사업의 연구비 지원을 통해 수행되었으며, MATERIALS SCIENCE, COMPOSITES 분야 국제학술지 Advanced Composites and Hybrid Materials지 (IF: 23.2, 상위 1.4%)에 2025년 05월 30일에 게재되었다. - 논문제목: In situ monitoring of mitochondrial redox dynamics during cardiac reprogramming using a poly-l-lysine/Matrigel-coated gold nanostructured composite platform

신미경 교수 공동연구팀, 극심한 근육 손상 회복 위한 차세대 로봇 재활 시스템 제조 프로토콜 보고
2025-05-30
우리 대학 연구진, 극심한 근육 손상 회복 위한 차세대 로봇 재활 시스템 제조 프로토콜 보고 - 주사형 전기전도성 보형물과 신축성 자가치유 전극 통합 - 신미경ㆍ손동희 교수 연구진, 재활의료 기술 선도 ▲(왼쪽부터) 신미경 교수, 손동희 교수, 진수빈 석박사통합과정생, 및 최희원 석박사통합과정생 글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수 및 전자전기공학과 손동희 교수 연구팀은 근조직 재생과 즉각적인 재활을 위한 주입형 전도성 하이드로겔과 신축성 전극의 제조 및 평가방법, 이를 통합한 폐루프 방식의 로봇 재활 시스템의 개발 프로토콜을 세계적인 학술지 네이쳐프로토콜스(Nature Protocols)에 지난 5월 19일 발표했다. 기존 연구에서는 조직 재생용 하이드로겔의 기계적 불안정성과 낮은 전도성으로 인해 조직 간 전기적 신호의 전달이나 생체전자 기기와의 효과적인 인터페이싱이 어려웠고, 이로 인해 실제 기능 회복을 위한 신경·근육 조직의 능동적 재건에는 한계가 있었다. 한편, 재활 분야에서는 생체 신호를 기반으로 한 폐루프(closed-loop) 시스템의 필요성이 대두되었지만, 조직에 안정적으로 부착되며 신호를 주고받을 수 있는 유연하고 자가치유 가능한 전극 소재의 부재로 인해 실시간 피드백 기반의 정밀한 로봇 재활 구현 역시 제한적이었다. 연구팀은 이와 같은 복합적인 한계를 극복하기 위해 전도성 하이드로겔*, 자가치유 신축성 전극**, 폐루프 로봇재활시스템***의 세가지 요소를 통합하여, 하나의 체계적이고 재현 가능한 실험 프로토콜로 정립하였다. 특히 이 프로토콜은 주입형 전도성 하이드로겔, 신축성 자가치유 전극의 개발에 이어 실제 근육 결손 동물 모델에 하이드로겔을 주입한 뒤 생체 신호를 감지하고 이에 따른 로봇 제어까지 이어지는 연속적인 실험 흐름을 포괄하고 있어, 향후 다양한 생체전자 및 조직재생 연구에 참고 가능한 기술적 기반을 제공하였다. ▲ 극심한 근육 손상의 회복에 사용가능한 주사형 조직 보형물 및 신축성 자가치유 전극을 통합한 폐루프 로봇 재활 시스템 구성요소 개발을 위한 실험 절차 개략도 이와 같이, 이러한 통합형 재활 시스템은 근육 재생에 국한되지 않고, 말초신경, 척수, 심장 등 다양한 전기활성 조직의 재생 및 기능 회복 연구에도 적용 가능한 기반 기술로 확장될 수 있어, 향후 생체전자 플랫폼 및 조직 보철제 개발 분야에서 폭넓은 활용이 기대된다. 신미경 교수는 “이번 프로토콜은 조직 손상에 따른 생체신호 변화를 해석하고, 주사로 투여 가능한 하이드로겔을 이용해 기능 회복을 유도할 수 있는 구체적 실험 방법을 제시한 것에 의의가 있다”고 밝혔다. 손동희 교수는 “바이오소재와 생체전자, 로봇 시스템을 통합한 융합 프로토콜을 통해, 다양한 전기활성 조직(신경, 심근, 척수 등)의 재생 및 인터페이싱 연구가 더 폭넓게 진행되길 기대한다”고 전했다. ※ 논문명:An injectable conductive hydrogel for closed-loop and robot-assisted rehabilitation via stretchable patch-type electrodes ※ 저널명: Nature Protocols ※ 저자명: 신미경, 손동희 (교신저자), 진수빈, 최희원 (제1저자) * 전도성 하이드로겔: 전기를 통할 수 있는 성질을 가진 젤 형태의 물질로, 고분자와 물로 이루어진 연성 소재 ** 자가치유 신축성 전극: 외부 힘에 의해 손상되었을 때 스스로 전기적 및 구조적 기능을 회복할 수 있는 특성을 가지며, 동시에 잘 늘어나는 성질을 가진 전극 *** 폐루프 로봇 재활 시스템: 사람이나 동물의 몸에서 발생하는 생체 신호를 감지한 후, 그 신호에 맞춰 자극이나 동작을 자동으로 조절하는 방식의 재활 장치 ◎ 출처 : 성대뉴스 게시판읽기 ( 우리 대학 연구진 , 극심한 근육 손상 회복 위한 차세대 로봇 재활 시스템 제조 프로토콜 보고 ) | 성균관대학교 ◎ 성균관대 Research Stories : Research Stories 게시판읽기 ( 뇌질환 치료의 전환점 , 전자패치 - 초음파 기반 전자약으로 맞춤치료 ) | 성균관대학교

[2025 포브스코리아 30세 미만 30인] 김수민 박사과정생 선정
2025-03-31
“심장과 뇌는 인체에서 가장 중요한 장기로, 문제가 발생했을 때 신속한 대응이 이뤄지지 않으면 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 생체의료기기 소재 개발은 전 세계적으로 큰 관심을 받고 있습니다. 원격 진료·치료가 가능한 생체의료기기 소재를 개발해 글로벌 의료 기술 혁신에 기여하고자 합니다.” 김수민 성균관대 지능형정밀헬스케어연구단 박사과정생은 조직 접착성을 가지는 치료용 생체재료를 연구 중이다. 특히 전자소자와 접착성 하이드로젤을 결합해 체내에 삽입 가능한 생체의료기기 소재를 개발하는 데 집중하고 있다. 권위 있는 학술지에도 그의 논문이 실렸다. 심장 조직에 부착 가능한 양방향성(심전도 신호 계측·심장 조직 자극을 통한 심박 조율이 가능한) 전자소자에 관한 연구는 〈네이처 일렉트로닉(Nature Electronics)〉에 게재됐다. 심장은 인체 장기 중에서도 움직임이 많아 접근이 어려운 조직인데, 그가 개발한 생체전자 소재를 이식한 동물 모델에서 4주간 구동됐다는 점이 주목받았다. 특히 이 연구는 2024년 국가연구개발 우수성과 100선에 선정된 바 있다. 또 다른 학술지 〈어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)〉에는 주사 가능한 전도성 하이드로젤에 관한 논문이 발표됐다. 이 연구논문은 최소 침습이 적용될 수 있는 전도성 생체재료의 가능성을 제시했다는 평가를 받았다. 그는 “하이드로젤의 단점을 보완하면서도, 가장 큰 장점인 부드러운 물성을 유지할 수 있는 새로운 소재를 개발하는 것을 목표로 한다”며 “이를 위해 고분자 과학에 대한 연구를 더욱 심화해 높은 생체 친화도를 유지하면서도, 장기간 안정적인 구동이 가능한 생체소재를 개발하는 것을 가까운 목표로 삼고 있다”고 말했다. - 이정은 기자 lee.jeongeun2@joongang.co.kr _ 사진 최영재 기자 * 출처 : 포브스 코리아

김태형 교수 연구팀, 줄기세포의 공간 특이적 다중 자동분화 플랫폼 FANTA 개발
2025-02-24
김태형 교수 연구팀, 줄기세포의 공간 특이적 다중 자동분화 플랫폼 FANTA 개발 - 다공성 나노입자 코팅 기술을 통한 줄기세포 정밀 제어의 혁신적인 시스템 제공 - 장기칩 (Organ-on-a-chip) 연구 및 다양한 오가노이드 분화 적용 가능 ▲(왼쪽부터) 김태형 교수, 조연우 박사과정 학생, 강민지 연구원 (2025-1학기 박사과정 입학예정) 글로벌바이오메디컬공학과 김태형 교수 연구팀은 단일 플랫폼에서 공간 특이적으로 줄기세포의 다중 자동 분화를 정밀하게 제어할 수 있는 FANTA(Functionally Aligned Nanoparticle-Trapped Nanopattern Arrays) 플랫폼을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 복잡한 오가노이드 및 장기 칩 연구를 위한 혁신적인 도구로 주목받고 있다. 최근 다양한 오가노이드 및 장기 칩이 개발되면서, 여러 종류의 세포가 공간 특이적으로 배열되어 조직을 형성하지만, 기존 배양 시스템에서는 모든 세포가 동일한 환경에 노출되어 다중 분화를 정밀하게 제어하기 어려웠다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 3종의 뼈 분화 유도 인자를 21일 이상 서방출할 수 있는 다공성 MOF(metal-organic frameworks) 나노입자를 서로 다른 나노 구조로 설계된 단일 나노어레이 플랫폼에 선택적으로 코팅했다. ▲[그림1] 다공성 MOF 나노입자-나노패턴 기반 줄기세포의 공간 특이적 다중 자동분화 플랫폼 FANTA의 개요도 이를 통해 추가적인 유도 인자 없이 일반 성장 배지만으로도 뼈 분화가 유도되었으며, 기존 프로토콜 대비 분화 및 성숙도가 60배 이상 증가했다. 또한, FANTA 플랫폼에서 지방 분화 배지를 처리한 결과, 나노입자가 코팅된 영역에서는 뼈세포가, 코팅되지 않은 영역에서는 지방세포가 98% 이상의 선택도로 공간 특이적으로 동시 생성되었으며, 이를 통해 뼈 속질 경계면을 성공적으로 모사할 수 있었다. ▲[그림2] FANTA 플랫폼의 공간 특이적 다중 자동 분화 (뼈, 지방) 및 뼈 속질 경계면 모사 결과 연구팀은 나노패터닝과 나노입자 코팅 기술을 활용해 해상도를 정밀하게 조절할 수 있음을 입증하며, 보다 복잡한 줄기세포의 공간 특이적 다중 분화 제어가 필요한 오가노이드 및 장기 칩 개발에도 적용 가능성을 제시했다. 김태형 교수는 “FANTA 플랫폼은 성체 줄기세포뿐만 아니라 만능 줄기세포의 다양한 분화에도 적용될 수 있으며, 오가노이드 및 어셈블로이드와 같은 복잡한 3차원 세포 구조체의 자동 분화에도 응용될 것”이라고 밝혔다. 본 연구 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, Impact Factor = 14.7, JCR Ranking 상위 5.56%)에 2월 6일 게재되었으며, 한국연구재단 나노 및 소재기술 개발 사업, 기초연구실 사업, 한국보건산업진흥원의 한국형 ARPA-H 프로젝트 지원을 받아 수행되었다. ※ 논문명: Spatially controlled multicellular differentiation of stem cells using triple factor-releasing metal–organic framework-coated nanoline arrays ※ 학술지: Nature Communications (IF: 14.7) ※ 논문 링크: https://doi.org/10.1038/s41467-025-56373-0

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