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경희대학교 박기주 교수의 혁신적인 생체조직 처리 기술이 공개되었습니다. 유체 유동 내에서 생체조직의 정밀한 제어와 효과적인 파쇄가 필요한 연구 및 의료 분야에서 어려움을 겪고 있습니다. 박기주 교수는 이러한 문제 해결을 위해 '생체조직 파쇄 장치 및 이를 이용한 유체 유동 내에서 생체조직 이동 제어 방법' 특허를 개발하였습니다. 본 기술은 프로세서 제어를 통해 트랩핑 제어신호를 생성하고, 이를 바탕으로 제1 집속초음파를 이용해 생체조직의 이동을 제어하는 음장을 형성합니다. 이후 파쇄 제어신호를 통해 제2 집속초음파를 출력하여 이동이 제어된 생체조직을 효과적으로 파쇄합니다. 이 특허는 생체조직 처리의 정확성과 효율성을 크게 향상시킬 것으로 기대됩니다.
| 연구자 프로필 |  |
| 연구자 명 | 박기주 |
| 직책 | 부교수 |
| 이메일 | kjpahk@khu.ac.kr |
| 재직 상태 | 재직 중 |
| 부서 학과 | 생체의공학과 |
| 사무실 번호 | 0312012572 |
| 연구실 | 경희대학교 바이오메디컬 초음파 공학 연구실 |
| 연구실 홈페이지 | https://sites.google.com/view/biomedical-ultrasonics |
| 홈페이지 | https://sites.google.com/view/biomedical-ultrasonics/professor?authuser=0 |
| 소속 | 경희대학교 |
| 회사명 | 경희대학교 |
| 재직기간 | 재직 중 |
| 담당업무 | 경희대학교 생체의공학과 교수로서 초음파 기반 바이오메디컬 기술 및 히스토트립시 원천 기술 개발 연구를 주도함. |
| 연구 1 | 비침습 초음파 치료 및 생체조직 재생 |
| 내용 | 본 연구실은 비침습적인 방법으로 질병을 치료하고 손상된 생체조직의 재생을 유도하는 혁신적인 초음파 기술 연구에 집중하고 있습니다. 특히, 고강도 집속 초음파(HIFU) 기술의 한 형태인 히스토트립시(Histotripsy)를 활용하여 경화된 간 조직과 같은 비정상적인 생체조직을 정밀하게 파쇄하고 제거하는 치료법을 개발하고 있습니다. 이 기술은 수술적 절개 없이 외부에서 초음파를 집중시켜 목표 조직만을 미세 기포 발생을 통해 물리적으로 파괴하며, 파쇄된 조직 주변에서는 정상 간세포의 증식을 촉진하여 간 조직 재생을 유도하는 탁월한 효과를 보였습니다. 실제로 동물 모델 실험을 통해 간경화 진행 억제, 간 섬유화 표지자(α-SMA) 감소, 간세포 특이적 표지자(ASGR1) 증가, 간 기능 개선 등의 긍정적인 치료 효과를 성공적으로 입증했습니다. 이러한 연구는 간경화와 같은 난치성 질환의 새로운 치료 패러다임을 제시하며, 간 이식을 대체할 수 있는 비침습적이고 안전한 치료법 개발에 기여하고 있습니다. 또한, 유체 유동 내에서 생체조직의 이동을 정밀하게 제어하며 효과적으로 파쇄하는 원천 특허 기술도 보유하고 있어, 다양한 생체조직 조작이 필요한 연구 및 의료 분야에서 높은 정확성과 효율성을 제공합니다. 궁극적으로 본 연구실의 목표는 초음파 기술을 활용하여 환자의 회복 시간을 단축하고 삶의 질을 향상시키는 데 있습니다. |
| 연구 2 | 첨단 초음파 시스템 및 원천 기술 개발 |
| 내용 | 본 연구실은 차세대 초음파 의료 기술의 핵심이 될 원천 기술 개발 및 첨단 초음파 시스템 구축에 주력하고 있습니다. 특히, 변압 충격파 히스토트립시(variable pressure shockwave histotripsy)와 같은 혁신적인 초음파 파쇄 기술의 근본적인 메커니즘을 규명하고 이를 고도화하기 위한 연구를 수행하고 있습니다. 이를 위해 비선형 초음파 및 충격파 파형을 직접 측정하고 분석할 수 있는 광섬유 하이드로폰 시스템을 독자적으로 구축하고 있습니다. 이러한 시스템은 초음파 에너지와 조직 간의 상호작용을 정밀하게 이해하고 제어하는 데 필수적이며, 기존 초음파 기술의 한계를 뛰어넘는 새로운 치료 및 진단 방법을 개발하는 데 중요한 기반이 됩니다. 연구실은 또한 초음파 변환기 설계, 음향장 시뮬레이션, 그리고 초음파 영상 및 데이터 처리 기술 등 초음파 공학 전반에 걸친 깊이 있는 연구를 수행하며, 이러한 원천 기술들이 실제 의료 현장에서 적용될 수 있도록 실용화 연구에도 매진하고 있습니다. 궁극적으로 초음파 기반의 정밀 생체조직 파쇄 및 제어 기술의 효율성과 안전성을 극대화하여, 다양한 질병 치료에 적용 가능한 고성능 초음파 의료기기 개발에 기여하는 것을 목표로 합니다. |
| 연구 3 | 바이오메디컬 초음파 응용 및 융합 연구 |
| 내용 | 본 연구실은 초음파 기술을 활용하여 다양한 바이오메디컬 분야의 난제를 해결하고 새로운 치료 및 진단 패러다임을 제시하는 융합 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 집속초음파를 이용한 생체조직 파쇄 및 이동 제어 기술을 기반으로, 간경화, 암 등 심각한 질환의 비침습적 치료 가능성을 탐구하고 있습니다. 특히, 초음파 유도 하에 혈전 제거, 약물 전달 효율 증대, 신경 조절, 그리고 특정 세포의 자극 및 활성화에 대한 연구를 통해 질병의 진행을 억제하고 조직 기능을 회복시키는 데 기여하고자 합니다. 또한, 최신 인공지능(AI) 기술을 초음파 영상 및 치료에 접목하여 진단의 정확도를 높이고 치료 효과를 최적화하는 AI 초음파 기술 개발에도 매진하고 있습니다. 이는 초음파 이미지 분석을 통한 질병 조기 진단, 개인 맞춤형 치료 계획 수립, 그리고 실시간 치료 모니터링 시스템 구축으로 이어질 수 있습니다. 생체의공학 분야의 전문성을 바탕으로, 의학, 공학, 그리고 정보통신기술(ICT)의 융합을 통해 의료 현장의 미충족 수요를 해결하고 환자 중심의 의료 서비스 혁신을 목표로 합니다. 이러한 융합 연구는 미래 정밀 의료 시대를 이끌어갈 핵심 동력이 될 것입니다. |
| 활동 내용 | [수상 내역] - 대한의용생체공학회 ㈜우영메디칼 의공학상 젊은연구자학술상 수상 |
| 학력 사항 | 공학박사 유니버시티칼리지런던 대학교 |
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