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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2016-01-13
- 조회6,424
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, January 19, 2016 vol. 113 no. 3 716-721. Published online before print January 4, 2016 | doi: 10.1073/pnas.1518238113
Long-term clinical study and multiscale analysis of in vivo biodegradation mechanism of Mg alloy
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
생분해성 금속 (Biodegradable metal)은 체내 이식 후 일정 기간(1-2년)이 경과하면 분해되어 체내에서 소멸되는 소재입니다. 이것을 이용하여 의료기기를 제조하면 손상된 인체조직이 복원된 후 이식된 의료기기를 제거하는 2차 시술을 생략할 수 있기 때문에 특히 골절치료 분야에 새로운 장을 열 것으로 기대됩니다.
본 논문은 생분해성 마그네슘 합금 (biodegradable Mg alloy)이 체내에서 녹는 과정을 보여주는 세계 최초의 연구결과입니다. 기존의 골염색 기법과는 다른 빌라누에바 골염색법(Villanueva bone staining)이라는 분석기법을 이용하여 쉽게 관찰할 수 없었던 생분해성 금속과 인체조직간의 계면에서 일어나는 분해거동을 해석함과 동시에 같은 영역에 대하여 주로 공학자들이 사용하는 전자현미경 (TEM/SEM)을 생물학영역에 적용함으로써 세포단위에서 원자단위까지의 계층적 분석을 세계최초로 시도하였습니다.
이와 같은 결과는 장기간 임상결과를 통해 얻어진 치료효과에 대한 과학적인 근거와 함께 인체에 대한 안정성 및 기능성을 동시에 증명한 것으로 이후 생분해성 금속소재의 사용에 대한 인식을 바꿔 정형외과 디바이스의 패러다임을 전환할 수 있는 가능성을 제시할 수 있는 중요한 자료입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저는 국민대학교 신소재공학부 성형기술연구소에 제직하고 있습니다. 본 연구소에서는 2009년 국가지정 대학중점연구소 사업에 선정되어 대학교수, 전임연구교수 등 연구자가 해당 전공 분야에 대한 학제적, 층적, 전략적인 연구를 하고 있습니다. 또한 한국과학기술연구원 (KIST) 생체재료연구단과의 컨소시엄을 구성하여 생분해성 금속소재의 개발부터 분석에 이르기까지 one-stop 연구를 진행해 왔습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
금속공학도로서 제가 생체재료에 관심을 갖게 된 것이 학부 4학년 때로 기억됩니다. 그 당시 우리나라 핵심연구역량을 BT, ET, IT, NT를 중심으로 키워나가겠다는 정부의 방침을 뉴스로 접하면서 저는 자연스럽게 BT (Bio Technology)에 관심을 갖게 되었고, 지금까지 생체재료를 연구하게 되었습니다.
특히, 석사, 박사 과정인 오사카대학 시절에 각종 동물실험 및 해부학실습을 통해 생명을 다루는 연구가 얼마나 존엄한 것인지 깨달았고, 이 후에도 늘 생명을 다루는 공학도라는 자부심을 가지고 연구를 하고 있습니다.
또한 노령화 사회에 인류의 삶의 질 (quality of life)을 조금이라도 높일 수 있는 의료용 디바이스를 개발하기 위해서 한걸음 한걸음 나아가는 것에 보람을 느낍니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
이 분야의 연구가 신소재공학을 연구하는 후배 및 유학준비생들에게는 새로운 도전이 될 수 있습니다. 그렇지만, 지금 핫하게 떠오르는 분야라서 도전하고 싶다면 저는 다시 한번 생각해 보라고 권하고 싶습니다. 핫하다면 언젠가는 쿨하게 떨어질 수 있을 테니까요. 지금 자기 자신이 좋아하는 것이 무엇인지를 고민하는 것이 중요할 것 같습니다. 생체재료분야는 산학연병 (회사, 대학, 연구소, 병원)의 인적, 물적 네트워크가 가장 중요합니다. 이를 위해서는 자기 분야에 대한 최고의 지식뿐만 아니라 다양한 분야에 대한 넓고 얕은 지식까지도 필요합니다. 늘 겸손한 마음으로 내 연구를 남들에게 알리고 주위와 소통하려는 적극적인 자세가 중요합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저의 꿈은 '생체재료학, 세포생물학 및 골발생학의 융합기술을 기반으로 하는 차세대 뼈 대체재'를 개발하는 것입니다. 그 일환으로 인체 내 삽입되는 금속재료에 대해서
1. 금속 3D printing기술 및 골질 (bone quality) 분석 기술을 활용하여 인체모사-환자맞춤형 정형외과용 디바이스 개발할 것입니다.
2. 생분해성 금속소재의 강도 및 연신율을 향상시켜서 정형외과용 금속소재의 패러다임을 바꾸는 획기적인 의료디바이스 개발할 것입니다.
3. 이종금속간의 전기화학적 반응을 활용하여 골재생 및 혈관형성을 촉진시키는 기능성 의료디바이스를 개발할 것입니다.
저는 금속재료의 다양하고 우수한 성질을 발전시키면서 상대적으로 떨어지는 생체활성을 향상시킴으로써 생체재료는 고분자·세라믹이라는 선입견을 타파할 수 있는 차세대 생체금속재료를 개발하는데 매진할 것입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
저의 연구는 각계 각층의 전문가의 도움을 받으면서 진행되고 있습니다. 늘 부족하지만 든든하게 후원해 주시는 한국과학기술연구원 생체재료연구단 단장 석현광박사님을 비롯하며, 책임연구원 김유찬박사님, 선임연구원 옥명렬박사님, 전호정박사님 그리고 한형섭, 박지민 연구원의 전폭적인 지원이 있었기에 본 논문이 게재될 수 있었습니다. 또한 국민대학교 신소재공학부 성형기술연구소장 권훈 교수님과 차필령 교수님의 지원이 없었으면 이 연구는 수행될 수 없었을 것입니다. 이 자리를 빌려서 다시 한번 감사의 인사를 드립니다. 마지막으로 늘 응원해주는 나의 비타민 이현진씨와 우리 아들 성한, 지민이에게 자랑스러운 남편, 아빠가 되기 위해 노력할 것입니다. All is well….
생분해성 금속 (Biodegradable metal)은 체내 이식 후 일정 기간(1-2년)이 경과하면 분해되어 체내에서 소멸되는 소재입니다. 이것을 이용하여 의료기기를 제조하면 손상된 인체조직이 복원된 후 이식된 의료기기를 제거하는 2차 시술을 생략할 수 있기 때문에 특히 골절치료 분야에 새로운 장을 열 것으로 기대됩니다.
본 논문은 생분해성 마그네슘 합금 (biodegradable Mg alloy)이 체내에서 녹는 과정을 보여주는 세계 최초의 연구결과입니다. 기존의 골염색 기법과는 다른 빌라누에바 골염색법(Villanueva bone staining)이라는 분석기법을 이용하여 쉽게 관찰할 수 없었던 생분해성 금속과 인체조직간의 계면에서 일어나는 분해거동을 해석함과 동시에 같은 영역에 대하여 주로 공학자들이 사용하는 전자현미경 (TEM/SEM)을 생물학영역에 적용함으로써 세포단위에서 원자단위까지의 계층적 분석을 세계최초로 시도하였습니다.
이와 같은 결과는 장기간 임상결과를 통해 얻어진 치료효과에 대한 과학적인 근거와 함께 인체에 대한 안정성 및 기능성을 동시에 증명한 것으로 이후 생분해성 금속소재의 사용에 대한 인식을 바꿔 정형외과 디바이스의 패러다임을 전환할 수 있는 가능성을 제시할 수 있는 중요한 자료입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저는 국민대학교 신소재공학부 성형기술연구소에 제직하고 있습니다. 본 연구소에서는 2009년 국가지정 대학중점연구소 사업에 선정되어 대학교수, 전임연구교수 등 연구자가 해당 전공 분야에 대한 학제적, 층적, 전략적인 연구를 하고 있습니다. 또한 한국과학기술연구원 (KIST) 생체재료연구단과의 컨소시엄을 구성하여 생분해성 금속소재의 개발부터 분석에 이르기까지 one-stop 연구를 진행해 왔습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
금속공학도로서 제가 생체재료에 관심을 갖게 된 것이 학부 4학년 때로 기억됩니다. 그 당시 우리나라 핵심연구역량을 BT, ET, IT, NT를 중심으로 키워나가겠다는 정부의 방침을 뉴스로 접하면서 저는 자연스럽게 BT (Bio Technology)에 관심을 갖게 되었고, 지금까지 생체재료를 연구하게 되었습니다.
특히, 석사, 박사 과정인 오사카대학 시절에 각종 동물실험 및 해부학실습을 통해 생명을 다루는 연구가 얼마나 존엄한 것인지 깨달았고, 이 후에도 늘 생명을 다루는 공학도라는 자부심을 가지고 연구를 하고 있습니다.
또한 노령화 사회에 인류의 삶의 질 (quality of life)을 조금이라도 높일 수 있는 의료용 디바이스를 개발하기 위해서 한걸음 한걸음 나아가는 것에 보람을 느낍니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
이 분야의 연구가 신소재공학을 연구하는 후배 및 유학준비생들에게는 새로운 도전이 될 수 있습니다. 그렇지만, 지금 핫하게 떠오르는 분야라서 도전하고 싶다면 저는 다시 한번 생각해 보라고 권하고 싶습니다. 핫하다면 언젠가는 쿨하게 떨어질 수 있을 테니까요. 지금 자기 자신이 좋아하는 것이 무엇인지를 고민하는 것이 중요할 것 같습니다. 생체재료분야는 산학연병 (회사, 대학, 연구소, 병원)의 인적, 물적 네트워크가 가장 중요합니다. 이를 위해서는 자기 분야에 대한 최고의 지식뿐만 아니라 다양한 분야에 대한 넓고 얕은 지식까지도 필요합니다. 늘 겸손한 마음으로 내 연구를 남들에게 알리고 주위와 소통하려는 적극적인 자세가 중요합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저의 꿈은 '생체재료학, 세포생물학 및 골발생학의 융합기술을 기반으로 하는 차세대 뼈 대체재'를 개발하는 것입니다. 그 일환으로 인체 내 삽입되는 금속재료에 대해서
1. 금속 3D printing기술 및 골질 (bone quality) 분석 기술을 활용하여 인체모사-환자맞춤형 정형외과용 디바이스 개발할 것입니다.
2. 생분해성 금속소재의 강도 및 연신율을 향상시켜서 정형외과용 금속소재의 패러다임을 바꾸는 획기적인 의료디바이스 개발할 것입니다.
3. 이종금속간의 전기화학적 반응을 활용하여 골재생 및 혈관형성을 촉진시키는 기능성 의료디바이스를 개발할 것입니다.
저는 금속재료의 다양하고 우수한 성질을 발전시키면서 상대적으로 떨어지는 생체활성을 향상시킴으로써 생체재료는 고분자·세라믹이라는 선입견을 타파할 수 있는 차세대 생체금속재료를 개발하는데 매진할 것입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
저의 연구는 각계 각층의 전문가의 도움을 받으면서 진행되고 있습니다. 늘 부족하지만 든든하게 후원해 주시는 한국과학기술연구원 생체재료연구단 단장 석현광박사님을 비롯하며, 책임연구원 김유찬박사님, 선임연구원 옥명렬박사님, 전호정박사님 그리고 한형섭, 박지민 연구원의 전폭적인 지원이 있었기에 본 논문이 게재될 수 있었습니다. 또한 국민대학교 신소재공학부 성형기술연구소장 권훈 교수님과 차필령 교수님의 지원이 없었으면 이 연구는 수행될 수 없었을 것입니다. 이 자리를 빌려서 다시 한번 감사의 인사를 드립니다. 마지막으로 늘 응원해주는 나의 비타민 이현진씨와 우리 아들 성한, 지민이에게 자랑스러운 남편, 아빠가 되기 위해 노력할 것입니다. All is well….
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