한빛사 인터뷰
- 등록2025-04-16
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
허혈성 뇌졸중(ischemic stroke)은 전체 뇌졸중의 약 80%를 차지하며, 혈류 차단으로 인해 광범위한 뇌 손상을 유발합니다. 현재 치료법은 혈전용해제나 스텐트 삽입 등을 통해 혈류를 재개하는 데 집중되어 있지만, 이미 손상된 뇌조직을 복구하는 근본적인 치료는 여전히 미흡한 상황입니다.
이에 저희는 주사기 주입형 나노섬유 하이드로젤(GNF)을 개발하여, 성장인자(GFs: VEGF, S1P, PMA)를 포함시킨 후 뇌졸중 동물 모델의 운동피질에 최소침습적으로 전달하는 방법을 제안했습니다. 이 하이드로젤은 30G 극소형 주사바늘로 1μL 정밀 주입이 가능하며, 뇌조직 내부에서 혈관 신생을 유도하고 운동 기능을 향상시키는 것을 확인했습니다.
연구 중 가장 흥미로웠던 에피소드는, 성장인자를 탑재한 GNF뿐만 아니라 탑재하지 않은 GNF도 허혈성 뇌질환 치료 효과가 있다는 점입니다. 따라서 직접적인 약물 주입뿐만 아니라, 하이드로젤 자체가 치료 효과를 가진다는 점이 흥미로웠습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
이번 연구는 인천대학교 BMI 연구소에 소속되어 있는 나노바이오공학과 양성구, 송광훈, 분자의생명과학과 김재근 교수님의 연구팀의 협업으로 진행되었습니다. 해당 연구실은 뇌질환 치료를 위한 바이오소재 및 뇌-기계 인터페이스 기술을 융합하여, 전기생리학적 신호 분석과 조직 재생을 동시에 다루는 다학제적 접근을 시도하고 있습니다. 현재 연구를 통해 파킨슨병, 간질, 뇌졸중 치료를 위한 다양한 방식의 치료법을 개발하고 있으며, 다양한 성과를 이루고 있습니다.
또한, 제가 속해 있는 양성구 교수님의 뇌인지공학 실험실에서는 patch-clamp recording, extracellular field recording, 그리고 ECoG를 통해 세포 단위부터 조직 단위까지의 뇌 신호를 모두 측정할 수 있어 뇌질환 치료뿐만 아니라 치료 기전까지 밝힐 수 있는 실험실입니다. 다양한 분야의 연구팀과 협업할 수 있는 많은 기회가 주어지는 실험실이기도 합니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
제 주변에서 뇌질환으로 고통받는 환자뿐만 아니라 그 가족들까지 힘들어하는 경우를 많이 보았습니다. 제가 하는 연구가 실제 환자의 삶의 질 향상으로 이어질 수 있다는 가능성을 실험실에서 직접 확인할 수 있다는 점이 가장 큰 보람입니다. 특히 이번 연구에서 단순한 수술을 통해 최소침습적으로 뇌에 약물을 전달하여 허혈성 뇌졸중을 치료할 수 있었던 그 순간의 감동은 잊을 수 없습니다. 향후 다양한 질환에 맞춘 맞춤형 약물 전달 플랫폼으로 확장될 수 있다는 가능성 또한 자부심으로 느껴집니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
뇌질환 치료는 단일 분야만으로는 해결하기 어려운 복합적인 영역입니다. 소재공학, 생리학, 신경과학, 컴퓨터공학 등 다양한 분야의 지식이 융합되어야 하므로 전공에 얽매이지 않고 다양한 분야에 호기심을 가지고 공부하는 태도가 중요하다고 생각합니다.
또한, 저는 연구에서 가장 중요한 것은 주변 사람들과 자신의 프로젝트에 대해 이야기하며 사고를 확장해나가는 과정이라고 생각합니다. 같은 연구를 하더라도 사람마다 서로 다른 시각을 갖고 있기 때문에 대화를 통해 영감을 받은 경우가 많았습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번 연구는 뇌졸중에서 혈관 신생과 운동 기능 회복에 집중했지만, 다음 연구에서는 뇌에 직접 전기자극을 주어 신경세포 활성화를 유도하고, 뇌졸중 이후의 운동 장애를 회복시키는 연구를 진행하고자 합니다. 또한, 뇌파를 디코딩하여 다양한 뇌질환으로 인해 운동 장애를 겪는 환자들이 의도하는 움직임을 복원할 수 있는 신경의수(neuroprosthetics) 분야에 기여하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이번 연구는 혼자의 힘으로는 절대 이룰 수 없었습니다. 저를 지도해주시고 끊임없이 연구 기회를 주신 지도 교수님 양성구 교수님, 협업해 주신 송광훈, 김재근 교수님들과 연구팀, 그리고 반복적인 동물 실험과 데이터 분석에 함께 고생해준 실험실 후배들에게 깊이 감사드립니다.
#주사형 하이드로젤
#뇌졸중 재활
#혈관 신생
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