회원연구실 탐방
SMART (Smart bioMaterials And Regenerative Therapy) Lab
한동욱 교수 (부산대학교 나노과학기술대학 광메카트로닉스공학과)
연구실 소개
손상된 조직이나 장기를 복원, 재생 혹은 대체하여 정상 기능을 회복하고자 생물학적 대체 이식재를 개발하는 기술을 조직공학 혹은 조직재생 기술이라 한다. 최근 희귀 난치질환 발병률 및 안전사고 발생빈도 증가 등 사회적 변화에 따라 인체 조직 및 장기 손상 혹은 기능 저하 사례가 점차 증가하는 추세이다. 이에 따라 초기 창상치료를 위한 인공 피부에 집중된 조직공학 및 재생의학 기술은 현재 심장, 간, 혈관 등 다양한 조직과 장기 타입에 맞춰 빠르게 발전하고 있으며, 줄기세포, 나노/바이오소재, 3D 프린팅 등의 관련 분야 기술 수준의 향상을 통해 바이오〮의료 관련 산업과 시장 규모가 급속도로 성장하고 있다. 이러한 시대적 요구에 맞춰 본 연구실은 특정 조직의 공학적 재건을 목적으로 다양한 종류의 생체재료와 기능성 나노물질을 복합화하여 골, 신경, 근육 조직 재생을 위한 조직공학용 지지체 개발 및 이를 활용한 재생 치료 관련 연구를 중점적으로 진행하고 있다.
조직공학용 지지체 개발 관련 주요 연구성과로는 골격근 분화 기능성 콜라겐 복합화 나노섬유 지지체 개발, 중간엽 줄기세포 골분화 촉진 그래핀-하이드록시아파타이트 나노복합체 개발, 골재생 강화 그래핀 기반 골대체재 개발, 신경 분화 및 신경 돌기 성장 및 정렬을 조절할 수 있는 기능성 나노섬유 지지체 개발 등이 있다. 또한 재생 치료 관련 연구로는 창상 치료를 촉진하는 녹차추출물 기반 나노섬유 패치 개발, 치과/정형외과 임플란트의 골유합 촉진을 위한 탄소 나노물질 표면 코팅 기술 개발, MRI 및 세포 이미징을 위한 형광 나노입자 개발 등이 있다. 마지막으로, 그래핀, 흑린, 멕센 등과 같은 다양한 2D 나노물질의 생체기능성과 나노독성 기전을 규명하기 위한 연구를 진행하고 있다.
현재는 남성형 탈모 치료를 위한 모낭 스페로이드 배양 환경 확립 및 콜라겐 기반 바이오잉크 활용 인공 피부 개발을 중점적으로 연구하고 있으며, 발전적인 융합연구를 위해 부산대학교 의치대 및 공대 그리고, 한국과학기술원 생명화학공학과, 한국교통대학교 화공신소재고분자공학부 등의 여러 연구자들과 긴밀하게 협력하여 공동 연구를 수행하고 있다.
연구실 구성원
포스닥 연구원: 김춘태 (뒷줄 왼쪽), Selestin Raja Iruthayapandi (뒷줄 왼쪽 두번째, 인도)
박사과정생: 강문성(뒷줄 오른쪽)
학부인턴생: 이석현(뒷줄 오른쪽 두번째), 이지은(홍일점^^)
외부 공동연구원: 이종호(앞줄 왼쪽, 박사 졸업생)
2020년 발표 논문
- C Kim, H Lee, V Devaraj, WG Kim, Y Lee, Y Kim, NN Jeong, EJ Choi, SH Baek, DW Han#, H Sun#, JW Oh#. Hierarchical cluster analysis of medical chemicals detected by a bacteriophage-based colorimetric sensor array. Nanomaterials 2020, 10(1), 121.
- A Molkenova, A Toleshova, SJ Song, MS Kang, A Abduraimova, DW Han#, TSh Atabaev#. Rapid synthesis of nontoxic and photostable carbon nanoparticles for bioimaging applications. Materials Letters 2020, 261, 127012.
- C Kim, JL Young, AW Holle, K Jeong, LG Major, JH Jeong, ZM Aman, DW Han, Y Hwang, JP Spatz, YS Choi. Stem cell mechanosensation on gelatin methacrylol (GelMA) stiffness gradient hydrogels. Annals of Biomedical Engineering 2020, 48(2), 893-902.
- JW Oh#, DW Han#. Virus-based nanomaterials and nanostructures. Nanomaterials 2020, 10(3), 567.
- YC Shin, SJ Song, JH Lee, R Park, MS Kang, YB Lee, SW Hong#, DW Han#. Different alignment between skeletal and smooth muscle cells on reduced graphene oxide-patterned arrays. Science of Advanced Materials 2020, 12(4), 474-480.
- WH Kim, ES Song, KW Ju, D Lim, DW Han, TG Jung, YH Jeong, JH Lee, B Kim. Mechanical assessment of fatigue characteristics between single- and multi-directional cyclic loading modes on dental implant system. Materials 2020, 13(7), 1545.
- SY Lee, MS Kang, WY Jeong, DW Han#, KS Kim#. Hyaluronic acid-based theranostic nanomedicines for targeted cancer therapy. Cancers 2020, 12(4), 940.
- J Kim, S Oh, YC Shin, C Wang, MS Kang, JH Lee, W Yun, JA Cho, DY Hwang#, DW Han#, J Lee#. Au nanozyme-driven antioxidation for preventing frailty. Colloids and Surfaces B 2020, 189, 110839.
- IS Raja, MS Kang, KS Kim#, YJ Jung#, DW Han#. Two-dimensional theranostic nanomaterials in cancer treatment: state of the art and perspectives. Cancers 2020, 12(6), 1657.
- MS Kang, SY Lee, KS Kim#, DW Han#. State of the art biocompatible gold nanoparticles for cancer theragnosis. Pharmaceutics 2020, 12(8), 701.
- MS Kang, SH Lee, WJ Park, JE Lee, B Kim#, DW Han#. Advanced techniques for skeletal muscle tissue engineering and regeneration. Bioengineering 2020, 7(3), 99.
- TSh Atabaev#, DW Han#. Fluorescent carbon-based nanostructures for bioimaging applications. Frontiers in Chemistry 2020, 8, 587918.
- MS Kang, SJ Song, JH Cha, Y Cho, HU Lee, SH Hyon, JH Lee#, DW Han#. Increased neuritogenesis on ternary nanofiber matrices of PLCL and laminin decorated with black phosphorus. Journal of Industrial and Engineering Chemistry 2020, 92, 226-235.
- IS Raja, JH Lee, SW Hong, DM Shin, JH Lee#, DW Han#. A critical review on genotoxicity potential of low dimensional nanomaterials. Journal of Hazardous Materials (accepted, Invited Review, 2020 Nov).
- MS Kang, JH Lee, SJ Song, DM Shin, JH Jang, SH Hyon, SW Hong#, JH Lee#, DW Han#. Graphene oxide-functionalized nanofibre composite matrices to enhance differentiation of hippocampal neuronal cells. Materials Advances (in press, 2020 Dec).