[학생 인터뷰] 윤동조 박사과정생, 폴리도파민 화학적 특성을 이용해 신경 인터페이스에 부착하는새로운 방식 제안하여 신경 활동 억제/조절 가능성 보임

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<연구 내용 관련 대표 이미지>

이번 달에는 최근 “Enhancement of Thermoplasmonic Neural Modulation Using a Gold Nanorod-Immobilized Polydopamine Film” 제목의 연구를 진행하신 남윤기 교수님 연구실의 윤동조 박사과정 학생과 인터뷰를 진행해보았습니다.

Q1. 간단한 자기소개를 부탁드립니다.

안녕하세요 해당 연구에 참여하게 된 바이오및뇌공학과 남윤기 교수님 연구실 박사과정 윤동조 라고 합니다

Q2. 이번에 발표하신 논문을 통해 폴리도파민(polydopamine)을 표면 재질로 갖는 광열(photothermal) 플랫폼을 이용하여 신경 활동 억제/조절의 가능성을 제안하는 내용을 발표하셨습니다. 해당 연구 분야를 간단하게 소개해주실 수 있나요?

기존 나노입자를 활용한 다양한 연구들이 진행되었는데요. 금나노막대에 빛을쬐어주었을 때 발생하는 열을 이용해 신경세포의 전기생리학적 활성도를 조절하는 기술도 연구되었습니다. 이때 금나노막대를 신경인터페이스에 부착시키기 위해 표면 수정 기술들이 사용되었습니다. 해당연구는 폴리도파민의 화학적 특성을 이용해 금나노막대를 신경인터페이스에 부착시키는 방식에 대해 연구를 하였구요. 기존에 많이 사용되는 방식보다 더 안정적이고 효율적인 광열효과를 낸다는 결과를 발표하였습니다.

Q3. 이번 논문의 대략적인 내용은 어떤 것인가요? 이번 논문에서 새롭게 제시하신 포인트는 어떤 것일지 간단히만 설명해주실 수 있을까요?

광열 신경 활동 억제는 밀리미터 미만의 정밀도로 최소 침습 신경 변조 기술로 등장하였습니다. 그 기술들 중 하나인 금 나노 입자(AuNP)의 광열 효과를 이용한 신경 활동을 조절기술이 있습니다. 표면 수정 기술은 종종 신경 인터페이스에 AuNP를 부착시키기 위해 필요합니다. 본 연구에서는 광열 신경 활동 자극 플랫폼에서 GNR을 고정시키기 위한 다기능 접착제 층으로 pDA를 도입하였습니다. 폴리도파민(pDA)은 표면 개조를 위한 강력한 재료로서 간단하고 다용도적인 표면 코팅 전략을 가능하게 합니다.

pDA 필름의 광학 및 광열 특성과 pDA 필름에 금나노로드 부착은 광열 신경 자극 플랫폼을 위한 pDA의 접착 및 광열 특성을 최적화하기 위해 조사되었습니다. 최적화된 광열 신경 인터페이스에서는 GNR 표면과 pDA 사이의 공유 결합으로 인해, pDA에서 고정화된 GNR은 표면에 강한 부착력을 보였고, 이는 보다 안정적인 광열 플랫폼을 산출할 수 있었습니다. 체외신경세포 배양을 통해 해당 신경인터페이스가 생체 적합한 기판인 것을 확인하였습니다. 또한 보다 높은 광열 효율을 지녀 레이저 전력 효율을 높인 신경 활성 조절 플랫폼으로 사용될수 있음을 보였습니다. 본 연구에서는 신경활동 억제를 위한 광열 플랫폼 개발을 위한 표면 개질 재료로서 pDA를 사용할 가능성을 제시하였습니다.

Q4. 이번 연구를 진행하며 가장 까다로웠던, 혹은 힘들었던 부분이 있으셨는지요? 있으셨다면 어떻게 해결해 나가신지도 궁금합니다.

이번 연구에 참여하면서 특별히 어려웠던 점은 없었는데요. 좋았던 점을 뽑자면 졸업하신 선배님과 연락을 하면서 같이 실험 진행했던 경험이 재미있었습니다. 졸업하시기 전에 보았던 선배의 결과들에 제가 추가한 결과로 보완된 연구를 한다는 것이 좋은 경험이었습니다.

Q5. 마지막으로 대학원을 계획하고 있는, 혹은 이제 막 입학한 후배들에게 해주실 팁이 있을까요?

연구하는데 있어서 너무 조급한 마음을 가질 필요는 없다는 말을 해주고 싶습니다. 연구를 하면서 힘든 순간이 많이 찾아오게 될 텐데요. 적당한 스트레스는 좋은 원동력이 될 때도 있지만 매번 자책하면서 본인을 힘들게 만드는건 오히려 번아웃을 오게 할 수도 있거든요. 적당히 달리면서 즐겁게 연구하는 생활이 중요하다고 생각합니다.

참고: Jang, Hyunsoo, Dongjo Yoon, and Yoonkey Nam. "Enhancement of Thermoplasmonic Neural Modulation Using a Gold Nanorod-Immobilized Polydopamine Film." ACS Applied Materials & Interfaces (2022).

김준희 기자 (jjoon95@kaist.ac.kr)