손상된 장기, 머지않은 미래에 자가 세포 이용한 인공장기 대체 가능해져

전산역학(Computational Mechanics)이란, 실제 상황에서 펼치는 실험 대신 컴퓨터 프로그램을 이용한 가상실험 방법을 개발하거나 혹은 가상실험을 수행하는 연구 분야다. 전산역학을 전공한 원광대학교 기계자동차공학부 자연모사공학연구실의 조영삼 박사는 2008년도에 현 대학의 전공 교수로 부임되었고, 이후 줄곧 전문성에 포커스를 맞춘 과학인재 양성 교육과 연구실 운영에 박차를 가하고 있다. 현재 조영삼 교수의 자연모사공학연구실에서는 ‘전산해석(Computational Analysis)’, ‘조직공학(Tissue Engineering)’, ‘표면공학(Surface Engineering)’과 관련한 프로젝트가 진행 중이다.

▲ 원광대학교 기계자동차공학부 조영삼 교수

자동차의 성능 확인을 위한 충돌실험을 시행한다고 가정 했을 때, 이를 현실에서 실제로 실험하지 않고 컴퓨터상의 모델을 통해 실시하는 가상 충돌실험을 가리켜 전산역학이라 한다.
원광대학교 기계자동차공학부 자연모사공학연구실의 조영삼 교수는 오랜 기간 동안을 전산역학 분야에 몸담아 ‘MLS기반 유한요소’라는 개념을 제안했고 그와 관련된 여러 연구들을 수행해왔다. 자신의 분야에서 열성을 다한 결과, 조 박사는 땀과 노력의 대가로 구체적이고 가시적인 성과를 얻게 되었다. 그리고 그의 연구들은 ‘Int. J. Numer. Meth. Eng.’ 저널과 ‘Comput. Method Appl. M.’ 저널에 게재되었다.
해당 저널은 분야별 성공적인 연구결과에 대해 전문성이 높은 논문 사례가 실리는 SCI저널로서 각각 상위 10%와 5%를 차지하고 있는 과학 분야의 핵심 브레인트러스트(brain trust)라 할 수 있다. 이 같은 연구 실적은 그를 안주시키기는커녕 잠재돼 있는 열정마저 일깨우는 계기가 되었고, 최초의 연구 시작 이후 지금까지 과학자로서 자신의 본분을 다하며 동종 분야의 여러 연구자들과 연구를 통해 기염을 다투고 있다.

“조직공학과 전산역학의 접목은 매우 자연스러운 연구 흐름”
한편 그는 약 5~6년 전부터 조직공학 연구를 수행 중이다. 그의 설명에 따르면 조직공학이란, ‘인체의 손상된 조직을 자신의 세포를 이용한 인공장기로 대체하는 것’을 목표로 하는 연구 분야다. 조 박사는 “아직까지 이렇다 할 확실한 연구결과가 보이지 않은 불완전한 분야이기 때문에 임상 단계에 다가가기 위해서는 더 많은 발전과 개발과 연구가 필요하다”라고 전한다. 그러나 최근 급속도로 발전하고 있는 조직공학 분야에 힘입어 현재 그의 연구실에서는 조직공학에 사용되는 세포지지체 개발 연구에 전력을 다하고 있다. 이미 세포지지체를 제작하는 새로운 제작기법들을 개발해 낸 조 박사 연구팀은 연구 결과에 대한 6편의 논문과 10여 건의 특허 출원 및 등록이 진행되고 있다.
과학의 발전과 기술의 진보에 앞장서는 자연모사공학연구실 조영삼 박사는 현재 진행 중인 전산역학 분야 연구와 조직공학 분야 연구를 융합한 ‘전산원용조직공학(CATE, Computer-Aided Tissue Engineering)’ 연구를 머지않은 미래에 구현해내는 것이 목표다. “전산역학은 본디 실제 상황에서 실험이 어려운, 혹은 과다의 비용과 시간이 부담되는 실험을 컴퓨터상에서 수행함으로써 그 결과를 보다 용이하게 도출하고자 하는 연구 분야다”라고 조 박사는 전했다. 또 조직공학 분야 역시도 그 특성상 전산역학과 마찬가지로 실제의 실험수행이 어렵거나, 비용 부담과 시간이 지나칠 정도로 소요된다고 한다. 이런 이유로 그는 “조직공학 분야에 전산역학을 접목하는 것은 매우 자연스러운 연구의 흐름이라고 할 수 있다”고 말한다.
“물론 지금 이 시간에도 많은 연구자들이 불철주야로 관련 분야의 연구를 시도하고 진행하고 있지만, 아직 가야할 길이 멀다는 것은 현 시점에서 과학자들이 인정해야만 하는 어쩔 수 없는 사실임에 분명하다”라는 말과 함께 여건만 주어진다면 융합연구 분야의 진전에 이바지 할 것이라는 포부를 밝혔다. 실제로 그는 취미 활동조차도 ‘타 분야 연구’ 혹은 ‘결론 도출 검색’일 정도로 그에게 있어서 ‘연구’란 조영삼 박사 그 자체다. 이러한 노력이 바탕이 되어 그동안 그는 SCI 논문 21편, 국내논문 4편, 학술대회발표 100여 건, 특허출원/등록 및 소프트웨어 등록 50여 건이라는 기록적인 성적을 남겼다.

 

“연구는 발로 뛰는 것이다”
혹자는 조 박사가 지나치다 싶을 정도로 연구에 매진하는 것은 아닌지 의문이 들 것이다. 이에 대한 이유는 다음의 메시지를 통해서 이해할 수 있을 것이다. “지금 같은 발전 속도를 토대로 이 분야의 미래상을 조심스럽게 예측해보면, 향후 20~30년 안에는 인체의 손상된 장기를 자신의 세포로 만들어진 인공장기로 대체한다는 것이 실제로 가능하게 될 것이다. 그리고 예측을 현실화하기 위해서는 기존의 조직공학 분야 연구에 대한 보다 적극적인 투자가 필요하며 이런 의미에서 전산원용조직공학(CATE, Computer-Aided Tissue Engineer ing)이 발전했을 때는 미래의 상상도를 좀 더 앞당길 수 있게 될 것이다.”
이렇듯 그가 공적인 업무를 사적인 생활에도 적용할 만큼 조직공학 분야의 미래는 매우 밝았으며 그 가치 또한 매우 높다는 것을 알 수 있다. 조 박사는 앞서 말한 미래에 대한 예측에 한 발짝 다가서고 과학 발전에 이바지하고자 “연구는 발로 하는 것이다”라는 말을 스스로에게 강조한다. 그리고 그 메시지는 학생들에게도 전달된다. 이는 ‘생각한 바를 실제로 행해보지 않으면 그 결과가 무엇인지 알기도 전에 이미 실패한 것’이라는 말로써 연구와 결론을 향한 그의 진심이 고스란히 담겨 있는 문구다. 분야를 막론하고 연구자라면 반드시 품고 있어야 할 몇 가지 사항이 있다. 바로 ‘꺼지지 않는 호기심’과 ‘동기 유발’, 그리고 ‘강한 지구력’이다. 이 세 가지 사항을 끝까지 간직하기 위해서는 ‘미지에 대한 막연한 두려움’과 ‘실패의 두려움’을 없애야 하는데 조 박사가 강조하는 ‘실행’은 변화와 연구에 능동적으로 대처하는 매우 적합한 행동실천 사항이다.

▲ 조영삼 교수의 자연모사공학연구실은 전산역학과 조직공학을 융합한 전산원용조직공학 연구를 구현해내기 위해 활발한 바이오공학부문 활동을 하고 있다.
그는 “남 앞에서 이야기 할 만큼 이렇다 할 좋은 연구결과를 내지 못했다”라며 학문과 연구를 향한 강한 목마름을 전한다. 또한 앞으로도 내실 있는 연구를 위해 최선을 다할 것을 다짐하며 긴장의 끈을 조였다. 그리고 “나와 함께 공동실험실을 운영하는 이승재 교수와 공동연구에 참여 중인 대전성모병원 김영율 교수를 비롯한 많은 공동연구자들에게 이 자리를 빌려 감사 마음 전하고 싶다”라고 전하며 아울러 국내의 많은 연구자들에게 응원의 메시지를 보낸다. 또 “맡은 바 연구에 충실을 다하는 학생들과 묵묵히 내 곁을 지켜주는 가족에게 고마울 따름”이라며 지인을 향한 감사함도 잊지 않았다.
지방대학교에서 교육과 연구를 동시에 수행한다는 것은 매우 어려운 일이다. 조 박사 말에 따르면 지방대학교의 우수한 교수들이 서울을 포함한 수도권 내의 대학교 및 교육기관들과 현저히 차이나는 교육 현실에 지쳐 연구를 중단하는 사례가 계속적으로 증가하고 있는 실정이다. 이처럼 실정에 맞지 않은 교육환경 부분의 개선을 위해 실질적인 연구지원 풍토가 하루빨리 정착돼 국내 과학이 다시 한 번 크게 도약하는 날을 손꼽아 기다려 본다.
 

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