한빛사 인터뷰
- 등록2023-03-06
- 조회1,050
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
조직공학 및 재생의학 분야는 지난 20년 동안 손상된 조직의 완전한 재생을 위해 다양한 재료학, 세포생물학, 의학, 공학 분야들을 융합하여 많은 기술적 발전을 이루어 냈습니다. 최근 조직 재생을 위한 생체재료의 개발 전략은 재료의 다양한 물리·화학·생물학적 특성을 통해 체내 세포 및 조직을 자극하여 내재된 조직 재생 체계를 유도 (In situ tissue regeneration)하는 생체 활성 생체재료를 개발하는 것입니다. 이를 위해, 체내 조직 자극을 위한 재료의 다양한 특성들 (예, 열, pH, 이산화탄소, 산소)을 조절하는 생체 활성 생체재료를 개발하는 가운데 저희는 산소에 주목하였습니다.
산소는 상처재생 전 과정에 관여하는 필수 인자로 알려졌으며, 정상산소 분압 (21%)보다 높은 과산소환경 (Hyperoxia)은 면역세포의 활성, 세포의 증식, 신혈관 형성, 콜라겐 가공, 섬유아세포의 분화 등 조직 재생과 연관된 생물학적 체계들을 촉진하는 것으로 보고되고 있습니다. 이를 통해 고압산소 챔버, 산소 전달체, 산소 발생 생체재료 등 다양한 과산소유도 시스템들이 개발 및 활용되고 있으나, 폐 독성, 낮은 산소 전달 용량, 분해 산물의 세포 독성 등 여러 한계점을 갖고 있어 진보된 과산소유도 시스템의 개발이 요구되고 있습니다.
이러한 문제들을 극복하고자 본 연구에서는 산소 매개 효소 고정화 기술이 적용된 새로운 형태의 산소 공급 주사기를 개발하였습니다. 이 시스템은 선행 연구인 과산화칼슘 매개 도파민 산화 기술을 활용하여 과산화수소를 산소로 분해하는 카탈라아제 효소를 주사기 내벽에 고정하여 제작되었으며, 이를 활용하여, 과산소화 유도 하이드로젤을 제작할 수 있었습니다. 이렇게 제작된 하이드로젤은 고농도의 산소를 전달하여 체내 과산소환경을 제공할 수 있었으며, 이를 통해 상처재생 과정 전반에 걸쳐 치료 효과를 확인할 수 있었습니다.
본 연구는 1) 다양한 고분자 하이드로젤 용액 내 산소만을 담지 할 수 있으며, 2) 과산소 환경의 상처재생에 대한 치유 효과를 재료로 구현했다는 것에 의미가 있습니다. 또한, 3) 재료 외에도 세포 배양액 등을 활용하여 조직 공학 분야에도 활용할 수 있는 잠재성을 가져 진보된 산소 공급 플랫폼으로써 조직 공학 및 재생 의학을 위한 과산소화 유도 생체재료 개발에 활용될 수 있을 것이라 기대합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 제가 박사과정 중인 인천대학교 생명공학부 박경민 교수님의 고분자 생체재료 연구실 (https://parklabinu.wixsite.com/pblab)에서 수행되었습니다. 고분자 생체재료 연구실은 새로운 고분자 생체재료의 개발 및 표면 개질을 통해, 조직재생의학 및 약물전달을 위한 소재와 다양한 인공조직모델 개발 연구를 수행하고 있습니다. 교수님의 많은 관심으로 기능성 고분자 합성과 분석을 포함하여 세포 및 동물실험까지, 연구를 위한 모든 과정을 자체적으로 수행할 수 있는 최신 장비 및 시설을 보유하고 있으며, 과학기술정보통신부가 주관한 ‘안전관리 우수 연구실’ 인증을 획득하였습니다. 저희 연구실에 진학한 대학원생들은 각자 관심 있는 주제와 관련된 개인 프로젝트를 맡아 연구 설계 및 수행에 대한 전 과정을 배우고 있습니다. 현재 산소와 더불어 다양한 금속이온 (예: Zn2+, Mg2+, Ca2+ 등)을 방출하는 생체 활성 고분자 하이드로젤을 개발하고 이를 활용하여 차세대 조직 재생 소재, 조직 접착 소재와 인공조직 및 질병 모델 개발 연구를 수행하고 있습니다. 혹시 본 연구실 및 연구 주제에 관심 있으신 분들은 제 이메일 kji0805@inu.ac.kr 또는 박경민 교수님 (kmpark@inu.ac.kr)께 연락 주시면 성실히 답변해 드리겠습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저는 미국 SF 드라마에서 빛을 이용해 빠르게 상처를 치유하는 장면을 보고 ‘이러한 기술을 개발 및 상용화하고 싶다’라는 생각으로 지도교수님의 첫 제자로 대학원에 진학하였습니다. 연구실 설립 이래로 지도교수님 및 동료들과 연구실 세팅부터 운영까지 오랜 활동을 하며 연구실에 대한 애착과 주인의식을 갖게 되었고, 많은 브레인스토밍을 통해 독창적인 연구를 기획한다는 것에 큰 즐거움을 느꼈습니다. 연구를 수행하면서 많은 스트레스와 후회 그리고 번 아웃을 피할 수는 없었습니다. 하지만 제시한 가설과 문제 해결 방안이 연구 결과로 증명되었을 때 그 성취감과 희열이 대학원 생활을 버티게 해주는 큰 원동력이 되었으며, 수행한 연구들이 하나씩 논문과 특허로 마무리될 때마다 드라마 속 기술 실현에 한 발짝씩 다가가는 성취감을 느꼈습니다. 이러한 경험을 통해 자신만의 노하우를 갖고 성장하고 있는 현재의 모습을 보며, 후회보다는 보람과 자부심을 느끼는 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
적극적이고 포기하지 않는 연구자가 되기 위해 노력하셨으면 좋겠습니다. 생체재료 분야는 조직재생의학에서 모든 분야와 연결되는 분야이기에 연구의 폭이 넓습니다. 그렇기에 적극적으로 다양한 아이디어를 생각해보고 도전했으면 좋겠습니다. 이러한 과정에 수많은 시행착오로 좌절하고 포기하고 싶은 생각이 많이 들 것입니다. 그럴 때는 적극적으로 연구실 또는 다른 기관의 동료들 그리고 지도 교수님과 논의하였으면 좋겠습니다. 논의하는 것만으로도 다양한 관점에서 바라보는 해석들을 경험하게 될 것이며 이로 인해 한 걸음 성장할 것입니다.
또한, 연구자에게 수행한 연구의 양과 학술 가치는 중요합니다. 이것은 연구자가 되기 위한 과정을 밟고 있는 대학원생에게도 마찬가지이며, 학위과정 동안 결과를 중요하게 생각해야 할 것입니다. 하지만 저는 연구 결과보다는 끝맺음이란 노력을 결실로 얻는 과정을 중요하게 생각했으면 합니다. 연구는 가설과 일치할 때도 있지만 그렇지 않은 경우가 대부분일 것입니다. 그렇기에 얻어낸 실험 결과를 보다 가치 있게 표현하고 논문 및 특허로서 완성할 수 있는 능력을 배웠으면 좋겠습니다. 이것은 연구뿐만 아니라 학위과정에도 해당하는 것으로 연구자로서 성장한 미래를 꿈꾸며 포기하지 않고 끝까지 잘 마무리하였으면 좋겠습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
학위를 하는 동안 많은 과제에 참여하며, 다양한 연구, 논문, 특허 등의 결실을 이루었습니다. 이후의 목표는 제 꿈의 실현과 조직 재생을 위한 산소 전달 생체 재료 개발이라는 제 연구 키워드에 맞게 현재 수행한 연구들을 상업화 또는 상업화할 수 있는 연구를 수행하는 것이며, 더욱 발전된 조직 재생 소재를 개발하여 일상에서 많은 사람들에게 제 연구가 쓰이고, 삶의 질을 향상하도록 노력하겠습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
2015년에 부임하신 지도교수님 밑에서 첫 제자로 9년이란 시간을 함께 보내고 있습니다. 오랜 시간 동안 연구 내외적으로 많은 지도와 조언을 주신 박경민 교수님께 감사의 말씀을 드립니다. 그리고 연구실 설립 이래로 많은 동료들과 후배들의 노력으로 현재의 연구실이 있을 수 있었고 지금의 연구를 잘 마무리할 수 있었다고 생각됩니다. 졸업생 및 지금 연구실 동료들에게 고맙다는 말을 전하고 각자의 위치에서 좋은 결과들을 얻고 더 나은 미래를 맞이하길 바랍니다.
무엇보다도 학위과정 동안 아낌없이 지원해주고 기다려주는 우리 가족들께 항상 사랑하고 감사하다는 말씀드리며, 더 나은 모습으로 보답 드릴 것을 약속드립니다.
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