초록 ▼

본 과제는 조직공학적 인공골 제조 및 골 조직 재생유도체 용도로 개발되거나 연구 중인 생체활성 지지체의 안정성 및 세포적합성을 판정할 수 있는 평가방법을 수립하고, 중간엽줄기세포의 골모세포로 분화를 지지, 유도할 수 있는 최적의 생체활성 지지체 특성을 규명하며, 골모세포로의 분화정도를 정확히 판정할 수 있는 고효율 평가시스템 개발하는 것을 목표로 하였다. 최종 연구목표를 효과적으로 달성하기 위하여, 골수조직, 지방조직, 골격근조직 기원의 중간엽줄기세포를 분리하고 그 분화능을 검증하였으며, 보다 효율적이고 신뢰성 있는 생체활성지지체와

본 과제는 조직공학적 인공골 제조 및 골 조직 재생유도체 용도로 개발되거나 연구 중인 생체활성 지지체의 안정성 및 세포적합성을 판정할 수 있는 평가방법을 수립하고, 중간엽줄기세포의 골모세포로 분화를 지지, 유도할 수 있는 최적의 생체활성 지지체 특성을 규명하며, 골모세포로의 분화정도를 정확히 판정할 수 있는 고효율 평가시스템 개발하는 것을 목표로 하였다. 최종 연구목표를 효과적으로 달성하기 위하여, 골수조직, 지방조직, 골격근조직 기원의 중간엽줄기세포를 분리하고 그 분화능을 검증하였으며, 보다 효율적이고 신뢰성 있는 생체활성지지체와 중간엽줄기세포에 대한 생체적합성 시험을 위해 불멸화 중간엽줄기세포를 수립하였고, 이와 함께 임상적으로 널리 활용되고 적용되는 고분자 및 생체재료 성분으로 이루어진 지지체의 그 구조 및 기계학적 특성에 대한 분석을 통해 골형성에 효과적인 지지체를 제작하였으며, 이들 생체활성 지지체에 대한 민감도 높은 고효율의 세포독성 및 증식에 관한 안정성 및 세포적합성 판정 기술을 개발하였다. 또한 생체활성 지지체에 의한 중간엽줄기세포의 골모세포로의 분화도 및 세포활성에 대한 분석법의 시험 및 검증과 실시간으로 골모세포로의 분화와 골조직 재생을 정확히 판정할 수 있는 비파괴적 기술의 개발을 통해 검증시스템을 확립하였다. 마지막으로 생체활성지지체의 생체내에서의 골조직 형성에 대한 외방형 수직골 형성 동물 모델 등을 개발하여 보다 효과적이고 능률적인 동물이식시험을 통한 생체활성지지체의 검증시스템을 확립하였다. 본 연구에서 개발되고 시험·검증된 생체활성지지체에 의한 골조직 재생 및 수복에 대한 시험방법 및 검증시스템은 골조직 재생을 목적으로 개발되고 있거나 개발되어질 조직공학용 지지체의 생체적합성, 성능 및 유효성 판정을 위한 고효율 평가시스템 제공할 것으로 예상된다.

Abstract ▼

The aim of this research was to develop and establish an efficient standard method to evaluate biocompatibility and characteristics of various bioactive biomaterials which are used for bone regeneration via the induction of osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells. For this purpose, firs

The aim of this research was to develop and establish an efficient standard method to evaluate biocompatibility and characteristics of various bioactive biomaterials which are used for bone regeneration via the induction of osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells. For this purpose, firstly, mesenchymal stem cells were derived from various tissues such as bone marrow, adiopose tissue and muscle tissue, and the multipotent differentiation activity and stem cell characteristics were evaluated. Furthermore, in order to develop an reproducible and reliable evaluation method, immortalized mesenchymal stem call was established. Accompanied with the establishment of mesenchymal stem cell line, various bioactive medical devices for bone regeneration were fabricated with biomaterials which have been widely used for medical application, and their chemical and physical characteristics were evaluated. In next step, the evaluation method for biocompatibility was established by evaluating the interaction between the bioactive medical devices and stem cells such as cytotoxicity and proliferation assay. In addition, real-time and non-destructive method to evaluate the osteogenic differentiation of mesenchymal stem cell and the in vitro bone mineral growth was developed and established. The in vitro osteogenic potential of mesenchymal stem cells on or within bioactive medical device was evaluated by various molecular assays such as conventional or immunocytochemcial staining, RT-PCR, western blot and etc. Finally, animal model was developed and established to evaluate in vivo bone growth and regeneration in implanted bioactive medical device. The developed evaluation method in this research will be useful to evaluate biocompatibility and biological function of various medical devices which are already commercialized or in development, providing one of guidelines in evaluation of medical devices.

목차 Contents

• 용역연구개발과제 최종보고서 ... 1
• 제출문 ... 3
• 목차 ... 5
• I. 총괄연구개발과제 요약문 ... 9
• 1. 국문요약문 ... 9
• 2. 영문요약문 ... 11
• II. 총괄연구개발과제의 연구결과 ... 13
• 제1장 총괄연구개발과제의 목적 및 필요성 ... 13
• 제2장 총괄연구개발과제의 내용 및 방법 ... 24
• 제3장 총괄연구개발과제의 최종결과 및 고찰 ... 33
• 제4장 총괄연구개발과제의 연구성과 ... 70
• 제5장 총괄주요연구 변경사항 ... 71
• 제6장 총괄참고문헌 ... 71