연세대 전산의용생체공학연구실이 주목을 받고 있다. 지난 2002년 설립된 전산의용생체공학 연구실은 생체역학을 기반으로 하여 인체에 가해지는 다양한 힘을 몸 전체 단위에서부터 세포단위까지 다양하게 접근하여 컴퓨터를 이용한 생체 모델링 및 해석을 수행하는 분야, Micro-CT를 통한 소동물의 전반적인 연구, 의료영상과 유한요소법의 융합에 관한 연구를 수행하고 있다.

▲ 연세대 전산의용생체공학연구실 김한성 교수

현재 연세대 전산의용생체공학연구실은 생체역학 이론을 바탕으로 다양한 생체조직을 측정하고 이를 전산화하여 다양한 해석을 수행함으로써 생체조직의 변화를 확인하고 그에 따른 영향 및 그 병인을 분석하는 연구 등을 주로 수행하고 있으며 이와 관련된 다양한 연구를 진행하고 있다.

유인우주비행 프로젝트 관련 우주생명과학 분야 연구 진행
최근 전산의용생체공학연구실에서 수행중인 주요 과제는 한국연구재단을 통해 교육과학기술부의 지원을 받는 해외우수연구기관 유치사업이다. 이 사업의 일환으로 독일 프라운호퍼 연구소를 국내에 유치하여 지난해 3월 연세대학교 원주캠퍼스 내에 ‘연세대학교 프라운호퍼 의료기기 공동 연구센터’를 설립했다. 김한성 교수는 “독일 프라운호퍼 연구소는 유럽 최대의 응용과학 연구기관으로 이번 공동 연구소에 참여하는 Fraunhofer IZFP-D는 특히 비침습적 의료 진단분야에 특화되어 있다”면서 “여기에 우리 학교 의공학부의 본 연구실을 포함한 김동윤, 정병조, 서종범 교수의 연구실과 생명과학기술학부의 배기호, 김택중 교수 연구실과 함께 ‘손상된 근골격계 기능 회복을 위한 다중 자극 시스템 개발’을 목표로 연구를 진행 중이다”고 설명했다. 이를 위해 연구실은 근골격이 손상된 소동물에 진동, 광, 초음파 등 다양한 물리적 외부 자극의 반응을 관찰하고 있으며 근골격 세포에 생물질 주입 및 초음파 자극의 반응 특성을 관찰하고 있다. 또한 독일 측과 지속적인 연구 교류를 통해 프라운호퍼 연구소 부소장 및 그룹장을 장기간 유치하였고 연세대학교 연구원을 독일에 파견하여 공동 연구를 수행 중이다. 한편 연구실은 최근 국내외에서 크게 진행 중인 유인우주비행 프로젝트와 연관된 우주생명과학 분야에 관한 연구도 수행 중이다. 유인 화성탐사의 경우 지구에 귀환하기까지 약 2년 반이 소요되는 만큼 인체가 우주 환경에 장기간 노출되게 되며 이때 생체조직은 크게 변화하게 되고 이에 따라 우주에서의 임무수행에도 영향을 미칠 수 있다. 김 교수는 “특히 인체의 가장 중요한 조직 중 하나인 뼈는 우주에 체류 시 골밀도가 한 달에 약 1%씩 감소하게 되며 이에 대한 대응책을 개발하기 위한 많은 연구가 진행 중”이라며 “연구실에서는 우주환경의 마이크로중력에서 발생할 수 있는 근골격계의 손실을 평가하고 그 대응책을 개발 및 평가하는 연구를 진행하고 있다”고 덧붙였다. 이를 위해 연구실은 최근 지상기반에서 세포 및 소동물에게 마이크로중력을 모방하기 위한 장비들을 자체개발하였으며, 이를 이용하여 마이크로중력 환경에서 세포 및 소동물의 변화에 관한 연구를 진행 중이다. 특히 연세우주생명과학 연구단의 지원을 통해 배기호, 김택중 교수 연구실과 공동연구를 수행함으로써 생체조직의 형태학적, 역학적 분석과 더불어 세포레벨의 분자생물학적 분석을 통한 기전 연구도 함께 수행중이다.

국내외 우수 연구기관들과 긴밀한 교류체계 수립
현재 전산의용생체공학연구실은 독일 프라운호퍼 연구소와의 공동 연구를 통해 해외 우수 연구소들과 지속적인 기술과 인재의 교류를 이끌어 나가고 있다. 또 진행 중인 우주 연구 과제의 결과에 따라 나로호 3차 발사에 맞추어 새로운 연구도 진행 중이며 마이크로 단위의 분자 생물학 분야의 시뮬레이션 연구에도 주안점을 맞추고 다른 연구 그룹과의 교류를 통해 의공학과 연계될 수 있는 다양한 연구도 수행 중이다. 연구실을 이끌고 있는 김한성 교수는 2005년 ICBME Outstanding Poster Award, 2006년 ICBPE Outstanding Paper Award 수상, 2011년 산학연공동기술개발사업 표창, 한국정밀공학회 백암논문상을 수상한 연세대 의공학부 교수이자 의료공학연구원 원장이다. 지난 2002년 전산의용생체공학연구실이 설립된 이래 괄목할만한 성과를 거두는데 견인차 역할을 담당해온 그는 “최근 국내외에서 유사 주제의 연구를 진행하는 우수연구기관들과 일시적인 공동 연구가 아닌, 긴밀한 교류 체계를 수립함으로써 장기간에 걸친 활발한 인적, 물적, 학술적 교류가 진행되고 있다”면서 “이와 관련하여 정부에서도 지속적인 관심을 갖고 적극적인 국내외 연구 교류 지원 프로젝트를 진행한다면 지금보다 양적, 질적으로 매우 훌륭한 연구들이 진행될 것이며 이는 국가의 큰 원동력이 될 뿐 아니라 세계의 과학기술 발전에도 크게 이바지할 것”이라고 피력했다. NM