이번 연구실 탐방은 생체조직 재생에 도움이 되는 시스템을 개발하는 김근형 교수의 조직 공학 연구실(구 융합-바이오가공 연구실)을 취재했다.

Q. 융합-바이오가공 연구실 소개 부탁드립니다.

융합-바이오가공 연구실은 우리 인체의 뼈, 소장, 근육, 피부 등과 같은 생체조직을 재생하기 위해 세포와 생체 재료를 사용하여 조직을 재생하는데 필요한 기계/전기적 시스템을 개발하는 연구를 하고 있습니다. 인체는 작은 부상에 대해서는 일반적으로 체내에서 자체 재생이 가능하지만, 인체의 재생능력을 초과한 심각한 부상이나 외상의 경우, 스스로 자가 재생을 할 수 없습니다. 저희 연구실은 이러한 후천적인 부상 이외에도 선천적으로 신체의 일부가 부재한 경우 등을 해결하기 위해 본래의 생체 조직을 최대한 모사한 인공 장기를 공학적으로 설계하여 제작하는 시스템을 개발하고 있습니다. 이를 위해 세포 배양은 물론 3D/4D 프린팅-로봇이나 전기-유체공학 시스템을 활용해 다양한 생체 조직, 장기에 적합한 환경 조성 및 인공 장기를 제작하고, 평가하는 방법을 연구합니다. 현재 지속적으로 이런 연구 개발을 수행하고 있으며, 궁극적으로 현재 의학으로 치료가 불가능한 각종 질병, 암, 부상 등에 대한 치료법 및 치료제도 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

Q. 대표적인 연구 활동이 있으신가요?

융합-바이오가공 연구실은 2013년부터 2021년 현재까지 약 150편의 국외 학술지 논문을 게재하였고, 특히 연평균 impact factor (피인용지수)가 “120”이상이며, 상위 10% 국제 학술지를 전체 논문에서 약 50% 이상 게재하고 있습니다. 최근에는 4D 바이오-프린팅 연구를 통해 획기적인 근육조직 및 척추-유합 세포 담체를 개발하여 물리학 최상위 저널인 Applied Physics Reviews에 게재했습니다. 이외에도 연구한 내용에 대한 국/내외 특허를 꾸준히 출원/등록하고 있습니다.

(관련기사: 

https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2019/11/27/2019112702158.htmlutm_source=naver&utm_medium=original&utm_campaign=biz, https://www.yna.co.kr/view/AKR20191126110900063?input=1195m,

http://biz.heraldcorp.com/view.php?ud=20210523000131&ACE_SEARCH=1)

Q. 하나의 연구를 진행하는 과정은 어떻게 되나요?

연구가 진행되기 위해서는 우선 해당 연구의 필요성에 대해 고민해 봐야 합니다. 예를 들어 특정 조직의 재생이 현저히 느리거나 특정 질병에 대한 확실한 치료법이 없는 경우 등에 대해 적절한 조직재생 방법에 대해 고민해 보고 획기적인 개선 방안을 목표로 구체화해 나갑니다. 이 과정에서 기존의 논문들 및 연구 자료들을 최대한 많이 수집하고 검토하여 실효성 있는 방향으로 연구 계획을 구체화할 수 있습니다. 이러한 연구 계획을 바탕으로 세포 연구 단계부터 전 임상실험까지 연구를 진행하여 적절한 결과를 도출하면 반복 수행을 통해 신뢰성 있는 데이터를 축적하여 최종 결론을 내리고 논문화합니다.

Q. 융합-바이오가공 연구실 자랑 부탁드립니다.

최근에는 코로나로 인해 어렵지만, 기존에는 매년 1~2회 이상 해외 학회에 항상 참여하여 견학 및 학회 발표 경험을 쌓을 수 있었습니다. 이로써 실험실 구성원들의 연구 의지를 북돋아 학회에 참여할 수 있는 연구 실적을 쌓을 수 있게 하고 더불어 연구실 분위기도 다들 열심히 하려는 분위기입니다.  연구원 개인이 각자의 프로젝트를 맡아 독립적이면서도 서로 도와가며 실험을 진행해 서로의 실험 결과를 공유하여 더 좋은 결과를 도출하는 시스템이 갖춰져 있습니다. 이러한 분위기와 시스템을 통해 그동안 양적으로 또 질적으로 우수한 논문들을 많이 발표할 수 있지 않았나 생각합니다.

Q. 조직재생공학 연구실에 들어가려면 어떻게 해야 하나요? 어떤 자격이 필요한가요?

학부 학생들도 학부 연구원으로서 연구실에 들어올 수 있습니다. 인체조직 재생에 대한 열정을 가지고 있는 바이오, 기계, 재료를 전공한 학생이면 누구나 연구실에 들어올 수 있으며, 특히 학부 수업에서 배울 수 없는 다양한 첨단 공학적, 생물학적 연구기법을 실험실 선배들에게 배우게 됩니다. 조직재생 분야는 다양한 융합연구에 기반을 두고 있어 일반 기업체보다는 국가 출연연구소 혹은 대학을 목표로 진로를 생각하는 학생들이라면 저희 연구실을 적극 추천합니다.

Q. 연구원들에게 해주고 싶은 말.

어느 분야에서나 동일하지만 연구와 학업은 특히 자신과의 싸움입니다. 무엇을 해야 할지 갈피를 못 잡을 때도 있고, 원하는 대로 결과가 나오지 않아 시간을 허비하는 듯한 경험을 할 수도 있습니다. 그런 와중에 정신적/육체적으로 힘든 상황이 올 수도 있습니다. 하지만 그러한 경험들도 결국엔 도움이 되고 노하우와 실력이 쌓이게 됩니다.  그러한 과정을 다 거친 후에 얻는 성과는 그간의 노력과 시간을 보상해 줄 만큼 값질 것입니다. 연구와 학업에는 열정과 부지런함도 필요하지만, 그래서 끈기가 가장 필요합니다. 이러한 점을 감안하고 이 분야에 올인하겠다는 생각이 있다면 도전해볼 만한 분야입니다.