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개별연구자성과

함승주 교수 연구팀

질환 특이적 바이오 마커 선택적 감지 가능한 '스마트 인공수정체' 개발 공과대학 화공생명공학과

화공생명공학과 함승주 교수 연구팀이 질환진단용 형광센서를 인공수정체에 부착한 세계 최초 연구에 성공했다. 


안내 삽입 렌즈(인공수정체)는 백내장 수술 등에 매우 흔하게 사용하고 있는 인체 삽입물이다. 현재 임상에서는 이를 시력 개선 목적으로 사용하고 있으나, 질환진단용 바이오 센싱 플랫폼으로써 우수한 응용가능성에도 불구하고 이에 대한 연구가 전무했다. 안구 내부는 방수라고 불리는 액체로 채워져 있는데, 이는 안구의 신경조직 및 시세포와 접하고 있어 이들의 변화를 반영할 수 있다. 안구내에 삽입된 인공수정체는 이러한 방수에 연속적으로 닿고 있으므로, 질환과 직접적으로 관련 있는 물질을 탐지할 수 있는 플랫폼이다.




[ 그림1. 안내에서 염증 마커인 MMP-9에 감응하여 신호가 발현되는 시스템을 보여주는 모식도 ]



[ 그림2. 연구진의 스마트 인공수정체가 생체 안구 내에서 MMP-9에 감응하여 형광 신호가 발현 ]



본 연구진들은 이 같은 잠재적인 발전 가능성에 착안하여, 질환 특이적 바이오 마커를 선택적으로 감지할 수 있는 형광센서를 제작한 후 이를 인공수정체에 탑재한 ‘스마트 인공수정체’를 개발했다. 우리 대학교 공과대학 함 승주 교수님 연구팀과 의과대학 이 형근 교수님 연구팀과의 공동연구 (공동 제1저자 연세대 공과대학 신무광 박사, 연세대 의과대학 및 건강보험일산병원 지용우 교수)를 통해 체내 에서도 연구진의 진단 시스템의 효과 및 안정성을 입증하여 실제 산업화의 진입 가능성에 한걸음 다가섰다. 안구는 뇌신경계의 연장선이므로, 향후 본 연구진들의 진단 시스템을 통하여 안과 질환은 물론 눈을 이용한 뇌질환 조기진단까지도 가능할 것으로 기대된다.


해당 연구 결과는, 안구 내로 삽입하는 인공수정체에 특이적 형광 바이오센서를 부착한 세계 최초의 연구로 바이오 센서 분야에 거쳐 가장 우수한 성과를 개제하는 대표 학술지인 Biosensors and Bioelectronics (IF 10.257, JCR 랭킹 상위 0.6%) 학술지에 다가오는 8월 15일 개제될 예정이다 (현재 e-pub, DOI: 10.1016/j.bios.2020.112254).



연구진