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Drug delivery & Bioimaging

▶ Polymeric Carrier

Biodegradable polymer systems encapsulate the drugs of interest and release it with the required dose and kinetics in vivo. We investigate biomaterials that are multifunctional, dynamic, and externally triggered on demand to apply for regenerative medicine. We are exploring this question in a variety of systems including stem cell differentiation, angiogenesis, and cancer malignancy, with different cell lines and primary cells.br

필요한 약물을 캡슐화하여 적재적소에서 분비하는 생분해성 고분자를 이용하여 환자들에게 적용가능성을 높이고자 한다. 고기능 고분자시스템을 구현하여 재생의학에 활용할 수 있는 고분자시스템을 목표로 줄기세포분화, 혈관재생, 암치료 등의 여러 분야에서 이를 연구하고있다.

Keywords: PEG-PLGA, gasotransmitter, angiogenesis, bio-compatible polymeric carrier

▶ Nanoparticles based cancer targeting

We apply multidisciplinary strategies to investigate the mechanisms by which chemical and physical cues and the mechanics of the cellular microenvironment are sensed and how these are converted into biochemical signals. Among them, nanoparticles are one of the most promising tools to demonstrate various effects. We fabricated cancer-targeting nanoparticles by fine-tuning physicochemical properties and then investigated applicability to cancer therapy by confirming direct cell death of cancer cells by the particles alone. We confirmed it inhibits tumor growth through the regulatory system, and therefore we expect to have our nanoparticles the therapeutic potential of cancer in the future.

본 연구실에서는 융합 과학의 여러 기술을 이용해 화학적, 물리적 신호로 세포의 마이크로환경에서의 전달과정과 이를 생화학적 신호로 변이하는 방법을 연구하고 있다. 그 중에서도 암세포만 특이적으로 표적하는 나노입자를 만들어 직접적인 사멸을 확인하였다. 본 연구실에서 개발한 나노입자가 앞으로 미래 암치료 연구에 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대 한다.

Keywords: nanoparticle, ferroptosis, cancer targeting, cancer therapy

▶ Natural polymer based nanobiomaterials

The most abundant resources on earth are natural polymers. Although much has been done in using natural polymers such as cellulose and starch, progress to using them as biomaterials stand far from the reach. Our group focuses on biomaterials research based on natural polymers such as Cellulose, Starch, and Chitosan into nanoparticles, nanofibers, and scaffolds. We use a variety of scientific approaches to make natural polymers novel and potent biomaterials.

셀룰로오스, 녹말, 키토산 등 지구상 가장 풍부한 자원인 천연고분자를 이용하여 나노생체재료로의 연구를 진행한다. 본 연구실에서는 풍부하며 친환경적이고 생체 적합한 천연고분자들을 이용하여 스캐폴드, 멤브레인, 나노파티클 등으로의 연구를 수행하며 이를 통해 조직 재생, 미용, 약물 전달 등의 다양한 방향으로의 이용을 목표로 한다.

Keywords: Natural polymer, cellulose, starch, chitosan, bio-compatible, Eco-friendly

▶ Blood-brain barrier in vitro model

The blood-brain barrier(BBB), the unique brain characteristics, is mediated by the interaction of multiple cell types such as cerebral endothelial cells, astrocytes, and pericytes as well as the physiological environment. The BBB regulates molecular transport between blood and neural tissue to keep homeostasis in the brain. However, cerebral therapeutic agent development remains challenging because of BBB’s drug resistance. As a result, the in vivo-like BBB models have been established for a drug screening to replace animal testing. Our BBB model is based on multicellular co-culture in the fluidic system to replicate our micro-environment more realistically. Consequently, this model is believed to be a robust and reliable platform for screening the effect of neurological drugs in the future.

혈액 뇌 관문(BBB)은 뇌의 구조적 특징으로 여러 세포들간의 상호작용으로 조절된다. BBB는 혈액에서 뇌조직으로의 물질 이동을 조절하고 뇌의 항상성을 유지하지만, 약물전달에 관해서는 BBB가 장애가 되고 있다. 본 연구실에서는 In vivo 와 비슷한 in vitro BBB 모델을 통해 동물실험을 대체하여 약물 스크리닝을 가능케 하는 방법을 연구하고 있다. 연구실에서 제시한 모델은 마이크로플루이딕 시스템, 공배양 시스템을 통해 뇌의 마이크로환경을 더 현실적으로 모사할 수 있다. 이를 통해 미래 뇌신경표적 약물 스크리닝에 적합한 플랫폼을 만들 수 있을 것으로 기대한다.

Keywords: microfluidics, fluidic co-culture model, BBB invitro model, drug screening, BBB opening