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이중훈
이중훈(Joong Hoon Lee) 저자 이메일 보기
고려대학교
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  CV updated 2020-11-13 21:09
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Expandable and implantable bioelectronic complex for analyzing and regulating real-time activity of the urinary bladder

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

저활동성 방광에 의한 배뇨 질환은 방광 근육의 수축력 감소로 인해 방광 내 소변을 비워내지 못하는 상태를 말하며 이러한 배뇨장애를 겪는 환자는 미국에서만 수백만 명에 이르고 특히 65세 이상의 남성의 40 % 이상이 겪을 정도로 아주 흔한 난치성 만성 질환입니다. 이처럼 많은 사람이 고통을 받고 있는 질환임에도 불구하고 새로운 치료법을 개발하는 데 있어 그동안 병태생리학적 메커니즘에 대한 충분한 이해가 선행되어 있지 않아 근본적인 치료에 한계가 있었습니다.

기존의 배뇨근 저활동성 배뇨장애 환자는 하루 평균 4~6회 카테터를 이용한 자가도뇨법을 시행하여 수동적으로 소변을 배출해야 함으로써 상당한 고통과 불편함을 느끼고 있으며 이로 인해 요로감염과 방광결석 등의 다른 합병증의 위험이 굉장히 높음에도 불구하고 현재까지 배뇨근 저활동성 환자에서 효과가 입증된 약물 및 수술적 치료방법이 전무한 상태이며 관련 연구도 미비한 실정입니다.

따라서 본 연구에서는 위와 같은 저활동성 배뇨장애를 효과적으로 치료하기 위한 방법으로 부드럽고 신축성이 높은 생체 삽입형 전자 소자를 (Implantable electronic device) 방광 표면에 직접 적용하여 실시간으로 방광 활동을 (온도변화, 근육 신호, 수축/팽창) 모니터링하고 제어시스템 (배뇨 유도)을 통해 배뇨 질환을 치료할 수 있는 디바이스를 개발하고 소개하였습니다. 실시간으로 방광 상태를 모니터링을 통해 정확한 소변 배출 시점을 분석하고 광유전학 자극을 통해 소변 배출을 유도하는 본 연구의 기술은 환자들의 삶의 질을 크게 개선하고 합병증의 위험 부담을 낮출 수 있는 획기적인 방광질환 진단 및 치료법이 될 수 있는 계기가 될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.

본 연구는 고려대학교 KU-KIST 융합대학원과 삼성서울병원 비뇨의학과의 공동연구로 진행되었습니다. 제가 소속 되어있는 KU-KIST 융합대학원은 고려대학교와 한국과학기술원 (KIST)이 함께 설립한 융합과학 연구기관으로 NT, BT, IT, Medical science 분야의 유수한 교수님들 지도 아래에서 다양한 융합연구를 활발하게 진행하고 있습니다. 이 곳은 다양한 전공을 가진 연구진들이 서로 협력하여 융합 연구를 진행하기 때문에 다양한 첨단 장비 및 시설들이 대학원내 독자적으로 갖춰 있으며, 국내 최고의 연구기관인 KIST의 뛰어난 성능의 장비도 사용할 수 있어 효율적인 공동연구 및 융합연구가 가능한 연구기관입니다.

저는 Integrated Bioelectronics Lab에서 황석원 교수님 지도 하에 박사과정으로 공부하고 있습니다. 저희 연구실은 Medical science 분야에서 접목되어 응용될 수 있는 전자소자 및 전자시스템 연구를 진행하고 있으며 그 세부 분야는 몸에 붙여 의료기능을 수행하는 Wearable electronics 부터 체내에 삽입하는 implantable electronics, 일시적으로 사용하고 체내외에서 녹아 사라지는 transient electronics까지 다양합니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

제가 공부하고 있는 분야는 의료용 디바이스의 제작부터 동작 검증, 동물 및 임상 적용까지의 일련의 연구 프로세스를 일일이 직접 진행하기 때문에 다양한 분야를 두루두루 공부해야 할 뿐만 아니라 연구를 진행하는 기간도 상당히 길어지게 됩니다. 따라서 연구를 진행할 때 상당한 인내와 끈기가 요구되는데 저는 이러한 끈기가 부족해서 그동안 많은 실패들을 경험했고 노력 대비하여 성과도 잘 나오지 않아 지치고 좌절할 때도 많이 있었던 것 같습니다. 하지만 그동안의 많은 실패와 다시 도전하는 경험들을 통해서 인내하고 다시 일어나 계속해서 도전하는 끈기를 배울 수 있었고 이를 통해서 결국엔 주어진 연구들을 잘 마무리할 수 있게 되었습니다. 이처럼 도전적이고 불가능해 보였던 연구가 잘 마무리되어 좋은 결과를 내었을 때 스스로 자부심을 느끼고 보람도 느끼는 것 같습니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

Medical science 와는 전혀 관계없던 제가 처음 이 Medical 관련 연구 분야에 진학한 동기는 ‘내가 공부하고 개발한 무엇인가로 타인에게 직접적으로 도움이 되었으면 좋겠다’ 라는 마음이었던 것 같습니다. 저도 아직 부족한 점이 많이 있고 나아갈 길이 멀지만 처음의 그 Goal을 점차 실현해 나아갈 수 있는 가장 좋은 분야인 것 같습니다. 누구든지 이러한 작은 동기가 있다면 주저하지 마시고 진학하시라고 말씀드리고 싶습니다. 처음에는 어렵고 멀게만 느껴졌던 그 Goal을 본인 스스로 실현해 나아갈 수 있을 뿐만 아니라 그 안에서 큰 자부심과 보람을 느끼게 되실 것이라고 믿습니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

의료분야는 굉장히 보수적인 분야이기 때문에 환자의 삶의 질이나 고통과는 관계없이 기존의 진단방법이나 치료법이 발전하지 못하고 고수되는 경향이 있습니다. 저는 이러한 기존의 한계점을 극복하기 위해 인체에 적합한 부드러운 소재를 이용한 다양한 전자소자 및 시스템을 개발하여 기존의 환자의 삶의 질을 떨어뜨리거나 고통 및 불편함을 초래했던 여러 진단 및 치료기법들을 획기적으로 발전시킬 수 있는 연구를 해 나가고 싶습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

모든 사람이 공감하시겠지만 좋은 연구는 여러 사람들의 고민과 노력을 통해 비로소 완성되는 것 같습니다. 뛰어난 한 사람의 전력 질주보다 여러 사람의 이어달리기가 더 효율적이고 멀리 나아갈 수 있을 것입니다. 본 연구 역시 많은 사람들의 도움과 노력으로 완성되었습니다. 논문을 완성하기위해 밤낮을 함께 고생했던 태민이, 시뮬레이션에서 도움을 주셨던 penn state의 Huanyu 교수님과 Honglei 박사님, 동물실험에 힘과 정성을 쏟아 주셨던 삼성서울병원 주재순, 임봉희 선생님, 방광질환 연구 방향에 많은 조언과 지원을 주셨던 삼성서울병원 이규성 교수님과 박은경 박사님, 연구 외적으로도 많은 도움을 주었던 연구실 식구들, 그리고 연구의 모든 부분에서 아낌없이 지원해주시고 지도해주신 황석원 교수님께 깊은 감사의 말씀드리고 싶습니다.

끝으로 부족한 제가 연구를 꾸준히 진행할 수 있도록 항상 아낌없는 지지와 응원을 해주시는 양가의 부모님을 비롯하여 아내 은지와 딸 서하에게 사랑하고 감사하다는 말을 전하고 싶습니다.

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등록일 2020-11-19
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