Research

1. 생체 모사 장 모델을 이용한 장흡수/장질병 연구

2. Multi-organ-on-a-chip (MOOC)를 이용한 전신 질환 연구

3. 피부 반응을 재현할 수 있는 skin-on-a-chip 개발 연구

1. 생체 모사 장 모델을 이용한 장흡수/장질병 연구

사람의 장 조직은 복잡한 3차원 구조를 가지고 있으며 음식의 소화, 흡수, 대사를 담당합니다. 3차원적인 조직 구조는 세포의 생리적 특성에 영향을 미치고 흡수 표면적을 넓히는 중요한 작용을 합니다. 

저희는 장의 실제 조직 구조를 모사하여 제작한 장 모델로 약물의 체내 반응을 예측하는 시스템을 개발하고 있습니다. 이러한 장 모델은 실제 인체 장세포와 혈관, 면역 세포를 갖추고 있어 장 흡수와 대사, 면역 반응 등을 인공적으로 재현할 수 있습니다. 저희 실험실에서는 생체 모사 장 모델을 기능성 식품 소재의 개발 또는 장 관련 질병의 연구에 적용하고 있습니다.

2. Multi-organ-on-a-chip (MOOC)를 이용한 전신 질환 연구

신약개발과정이나 질병의 연구에서 특정 세포나 장기에 대해서는 연구가 많이 되어 있지만, 신체의 전체적인 반응을 실험적으로 연구하기 위해서는 직접 동물 실험이나 임상 실험을 통해 할 수 밖에 없습니다. 하지만 인체나 동물에서는 여러 장기가 복합적으로 작용하기 때문에 예상치 못한 부작용이나 약물 효과의 감소가 생기는 경우가 많습니다. 

저희 실험실에서는 미세유체공학 기술과 나노바이오 기술을 접목하여, 인체의 복합적인 반응을 실험실에서 재현할 수 있는 미세유체시스템을 개발하고 있습니다. 밀리미터단위의 작은 공간 안에 해당 장기에서 유래한 세포를 배양하면서, 마이크로채널로 혈액의 흐름을 재현함으로써 여러 장기들을 연결해줍니다. 또한 3차원 하이드로젤 세포배양을 이용해 좀더 인체 장기 조직과 유사한 시스템을 개발하고 있습니다.

3. 피부 반응을 재현할 수 있는 skin-on-a-chip 개발 연구

다양한 피부 모델이 개발되고 있지만 대부분 인체 메커니즘의 일부만 구현하고 있습니다. 특히 다양한 조직 사이의 상호작용이 구현되어 있지 않습니다. 따라서 피부표피와 진피 조직, 혈관을 통한 물질 이동, 면역기능 등이 동시에 구현된 사람의 피부와 생리적 유사성이 높은 피부 모델 시스템을 개발하는 연구를 진행하고 있습니다.