인체는 자연계에서 가장 정교한 생물학적 시스템이다. 인체의 복잡한 생리적 환경을 이해하기 위해서는 인체 조직 내 다양한 세포들의 상호작용 및 다른 장기들 간의 유기적인 작동 매커니즘을 구현해야 한다. 그러나 2D 세포배양 기술은 이러한 요구를 충족하지 못하였으며 기존의 동물실험은 인간과 실험동물간 차이로 한계가 있어왔다. ‘Organ-on-a-chip’ 은 마이크로칩 내부에 인체의 미세환경을 담아낸 플랫폼으로써 기존 동물실험과 세포배양의 한계를 극복할 수 있는 유망한 대체기술이다.
본 연구그룹은 미세조직공학 기술에 기반하여 세포 혹은 organoid를 이용한 ‘organ-on-a-chip’을 개발함으로써, 다양한 생리학적 상태에 있는 인간의 장기를 모사한다. 또한 줄기세포를 이용해 개인 맞춤형 organ-on-a-chip을 제작하여 장기 수준에서 정밀의학 연구를 가능하게 한다. 구축된 인공 생체 칩 안에서 약물을 스크리닝하고 약물 표적 전달기술을 개발하며, 약물의 실시간 작용기전을 연구함으로써 궁극적으로는 인간에게 안전하고 더욱 효율적인 신약개발에 기여하는 것이 목표이다. 인체 내 물리적, 화학적, 생물학적인 미세환경 및 기능을 구현하기 위한 생체 소재 개발, 줄기세포 엔지니어링, 최적화 미세유동 컨트롤 등의 기술개발 뿐만 아니라 임상에 적용하기 위한 응용기술의 개발에도 힘쓰고 있다.
The human body stands as nature's most intricate organic system. To gain a comprehensive understanding of its integrated physiological functions, it becomes crucial to recreate multi-cellular interactions within tissues and map out the networks of dynamic organ systems in vitro. An innovative solution in this pursuit is the development of 'Organ on a chip,' a microfluidic cell culture device that replicates the microenvironment of living organs. This advancement holds the potential to revolutionize drug development by providing alternatives to animal testing. Our current focus lies in constructing 'organ-on-a-chip' systems that incorporate multiple cell types or organoids, capable of emulating human organs in various physiological states. Additionally, for the advancement of precision medicine, we are actively involved in creating personalized organ models utilizing stem cells as a source. By employing these human in vivo-like organ models, we aim to develop novel approaches for drug screening, targeted drug delivery, and real-time observation of drug reactions. Ultimately, our objective is to develop safe and efficient nanomedicines that specifically target distinct physiological microenvironments, thus paving the way for groundbreaking advancements in the field.