박경민 교수

만성 상처와 조직 손상 시 발생하는 저산소증 문제를 해결하기 위한 기능성 소재 개발을 목표로 연구를 수행하고 있습니다. 과산화칼슘(CaO2) 및 과산화아연을 기반으로 한 in situ 가교 기술을 통해 하이드로젤 내부에서 산소와 아연이온을 지속적으로 방출하도록 설계하는 기술을 확립했습니다. 이러한 산소·아연이온 방출 시스템은 저산소 환경에서의 세포 생존율을 높이고 혈관형성 및 항균 효과를 동시에 유도할 수 있도록 설계되었습니다. 이 기술은 근육 재생, 당뇨병성 족부궤양 치료용 지지체, 피부 상처 치료, 골조직 재생 등 다양한 조직재생 분야에 적용되고 있습니다. PNAS(2017)에는 산소 발생 하이드로젤을 이용한 암세포 이동 기전을 규명한 논문을 게재했으며, Biomaterials(2023)에는 과산화칼슘 매개 혈관형성 촉진 하이드로젤 관련 연구 결과를 발표했습니다. 체내 주입형 하이드로젤(KR 10-1091028)과 생체주입형 산소 방출 하이드로젤 제조방법(KR 10-2019-0073911) 등 관련 특허를 다수 등록했습니다. 현재는 동물 모델을 통한 조직 재생 및 항염증 효과 검증 단계인 TRL 4 수준까지 기술을 발전시켰습니다.

실제 장기 환경을 모사할 수 있는 3D 구조체를 구현하고 그 안에서 세포 생존력을 확보하는 문제를 해결하기 위해 연구를 진행하고 있습니다. Mg2+ 등 기능성 이온을 함유한 바이오잉크를 개발하고, 이를 AI-바이오 융합 3D 바이오프린팅 플랫폼과 결합하여 정밀한 조직 구조체를 제작하는 기술을 확립했습니다. 이러한 플랫폼은 세포 분화를 촉진하는 이온 방출 기전을 정밀 제어함으로써 실제 조직과 유사한 3차원 미세환경을 재현할 수 있도록 설계되었습니다. 이 기술은 질환 맞춤형 오가노이드 제작, 약물 스크리닝 모델 구축, 근육 손상 재생용 3D 바이오프린팅 지지체 개발에 적용되고 있으며, 오가노이드·바이오잉크 기술을 응용한 3D 종양-혈관 모델 구축으로도 연구범위를 확장하고 있습니다. Theranostics(2025)에는 Mg2+ 함유 하이드로젤 기반 3D 바이오프린팅을 이용한 근육 재생 연구 결과를 게재했습니다. 현재 3D 프린팅 가능성 및 세포 분화 촉진 기전을 규명하는 TRL 3 단계에서 연구를 이어가고 있습니다.

기존 봉합 방식이 유발하는 조직 손상을 보완하고 지혈 성능을 강화하기 위한 생체접착 소재 개발을 목표로 연구를 수행하고 있습니다. 산소 전달 기반 자가치유(Self-healing) 기술과 금속-티올 점착 기술을 결합하여 비봉합 방식의 조직 접착 소재를 설계했습니다. 이 접착 시스템은 조직 표면과의 강한 결합력을 유지하면서도 산소 공급을 통해 손상 부위의 회복을 동시에 촉진할 수 있도록 구성되었습니다. 이 기술은 비봉합 조직 접착 패치, 인공 심장판막 코팅, 폐조직용 생체접착제 등 의료소재 분야에 적용되고 있습니다. Small Structures(2025)에는 아연이온 방출 젤라틴 기반 생체접착제에 관한 연구 결과를 게재했으며, 젤라틴 기반 아연이온 방출형 in situ 가교 하이드로젤(KR 1027271490000)과 항균/재생 소재 기술(KR 10-2066777) 관련 특허를 등록했습니다. 현재 생체 내 유효성 평가 및 접착력 테스트를 진행하는 TRL 3-4 단계까지 기술을 발전시켰습니다.