초록 ▼

표적지향 이동형 박테리아 기반 마이크로로봇 원천기술에 관한 연구결과는 다음과 같음
1. 마이크로구조체 및 박테리오봇 제작
(1) Alginate, PEG, HA 등 생적합/ 생분해성 고분자를 이용한 마이크로구조체 제작 및 공정의 최적화
(2) 약물과/또는 치료용 살모넬라 탑재를 위한 마이크로구조체 제작공정 개발, 약물과/또는 치료살모넬라 encapsulated microbead 개발
(3) Microfluidic channel 또는 spray dryer 이용, bead 형태의 생적합/생분해성 마이크로구조체 제작

표적지향 이동형 박테리아 기반 마이크로로봇 원천기술에 관한 연구결과는 다음과 같음
1. 마이크로구조체 및 박테리오봇 제작
(1) Alginate, PEG, HA 등 생적합/ 생분해성 고분자를 이용한 마이크로구조체 제작 및 공정의 최적화
(2) 약물과/또는 치료용 살모넬라 탑재를 위한 마이크로구조체 제작공정 개발, 약물과/또는 치료살모넬라 encapsulated microbead 개발
(3) Microfluidic channel 또는 spray dryer 이용, bead 형태의 생적합/생분해성 마이크로구조체 제작과 표면 안정화 공정 확립
(4) Chitosan 코팅을 통한 Alginate microbead의 안정화/박테리오봇 제작, PLL코팅을 통한 PEG microbead의 안정화 및 박테리오봇 제작
(5) 마이크로구조체 표면에 PLL-FITC 또는 Cy5.5를 코팅하여 동물 실험이 가능하도록 근적외선 방출하는 마이크로구조체 제작하여 박테리오봇의 생체내 이미징 기술 도입
(6) Bead와 살모넬라간의 Streptavidin-Biotin 결합을 통한 강력한 결합을 가진 박테리오봇 제작

2. In vitro / in vivo 실험을 통한 박테리오봇의 운동성 제어 및 암지향성/치료성능 평가
(1) PEG microbead 내에 약물 Nanoparticle encapsulation, PEG microbead 표면에 PLL 코팅을 통해 운동성 향상된 박테리오봇 제작
(2) Web-type microfluidic device를 이용한 박테리아 및 박테리오봇의 운동성 제어
(3) Microfluidic chamber를 이용하여 박테리아 및 박테리오봇의 암 지향성능 확인
(4) In vitro 및 in vivo 환경에서 박테리오봇의 암 지향성 및 치료능 확인

3. 단핵구 기반 박테리오봇
(1) 형광 마이크로/나노 입자가 포함된 단핵구 기반 마이크로로봇 제작 및 단핵구의 안정성 확인
(2) 혈관과 유사한 형태의 챔버를 제작하여 단핵구 기반 마이크로로봇의 혈관 통과 가능여부 확인
(3) Tumor lysate를 이용해 단핵구 기반 마이크로로봇의 암 지향성능 확인
(4) 항암제 담지 마이크로 입자를 포함한 단핵구 기반 마이크로로봇 제작과 고농도의 마이크로입자 포함 기술의 확립
(5) In vitro 실험을 통한 항암제 담지 마이크로로봇의 암 지향성 및 치료능 확인

4. 인공편모와 섬모를 이용한 마이크로로봇 기술
(1) 편/섬모운동에 기반한 마이크로 구동기술 개발
(2) 마이크로 액티브에멀전의 운동원리 확인
(3) 액티브젤의 개발 및 최적화

(출처 : 보고서 요약서 3P)

Abstract ▼

Ⅳ. The results of this study
• Fabrication of biodegradable and biocompatible microstructure for bacteriobot
(1) Fabrication of microstructure using biocompatible and biodegradable polymers such as alginate, PEG, and HA and establishment of fabrication process
(2) Encapsulation of Anti-canc

Ⅳ. The results of this study
• Fabrication of biodegradable and biocompatible microstructure for bacteriobot
(1) Fabrication of microstructure using biocompatible and biodegradable polymers such as alginate, PEG, and HA and establishment of fabrication process
(2) Encapsulation of Anti-cancer drug loaded microparticle into PEG microbead
(3) Fabrication of anti-cancer drug loaded microstructure with high concentration, for in vivo test
(4) Development of biocompatible and biodegradable microbead and stabilization of structure using microfluidic channel
(5) Development of biocompatible and biodegradable microbead and stabilization of structure using microfluidic channel
(6) Stabilization of alginate microbead through surface coating with chitosan and fabrication of bacteriobot
(7) Stabilization of PEG microbead through surface coating with PLL and fabrication of bacteriobot
(8) Development of in vivo imaging microstructure through surface coating with PLL-FITC
(9) Development of in vivo imaging through microstructural surface coating with Cy5.5
(10)Using Streptavidin-Biotin binding between microstructure and bacteria, fabrication of strong bacteriobot

• Locomotion control of bacteriobot and evaluation of targeting / therapeutic effects
(1) Bacteriobot with advanced motility through PLL coating of surface of PEG microbead
(2) Establishments of analysis and control of bacteria and bacteriobot motility using web-type microfluidic device
(3) Evaluation of the capability (targeting and healing) of bacteriobot using microfluidic channel
(4) Evaluation of the capability (targeting and healing) of bacteriobot in vitro using cancer cells
(5) Evaluation of the capability (targeting and healing) of bacteriobot in vivo using tumor-bearing mice

• Monocyte based bacteriobot
(1) Determine parameter for optimal sizing of microcapsule insert into monocyte
(2) Surface modification of microbead for high engulf efficiency into monocyte
(3) Establishments of analysis and control of microbead engulfed monocyte motility using chemotaxis
(4) Development of platform about blood vessel infiltrated monocyte based bacteriobot
(5) Evaluation of the capability (targeting and healing) of monocyte based bacteriobot in vitro using cancer cells

• Synthetic flagella and cilia based actuation technology
(1) Realization of ciliary actuation using microtubules and molecular motors.
(2) Developed methods to analyze and control the actuation of synthetic flagella and cilia.
(3) Developed methods to make active emulsions using microtubules and molecular motors.

(출처 : SUMMARY 8P)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 3요 약 문 ... 5SUMMARY ... 8CONTENTS ... 11목차 ... 12제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 13 1. 연구개발의 목적 ... 13 2. 연구개발의 필요성 ... 13 3. 연구개발의 범위 및 연구수행 방법 ... 16 4. 연구 수행 내용 ... 17제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 19 1. 세계적 수준 ... 19 2. 국내 수준 ... 19 3. 국내외 연구현황 ... 19제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 23 1. 마이크로구조체 제작 및 박테리오봇 제작 ... 23 2. 박테리오봇 운동성 제어 기술 및 암지향성/암치료능 검증 ... 35 3. 단핵구 기반 박테리오봇 ... 46 4. 인공편모와 섬모에 의한 마이크로 구동기술 ... 52제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 62 1. 연도별 연구목표의 달성도 및 평가 ... 62 2. 관련분야의 기술발전에의 기여도 ... 66제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 68 1. 활용 분야 ... 68 2. 활용 방안 ... 68 3. 기업화 ... 69제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 70 1. 박테리아 패터닝 및 흡착제어 관련된 연구사례 ... 70 2. 미세유체 기반 in-vitro 실험의 이동성 평가 연구 사례 ... 72 3. 약물 및 박테리아의 loading을 위한 마이크로구조체 제작에 관련된 연구사례 ... 74 4. 박테리오봇 생체 이미징 기술 도입 연구 사례 ... 76 5. Monocyte based bacteriobot 관련 연구사례 ... 79 6. 인조 편/섬모를 이용한 마이크로 구동기술 관련 연구사례 ... 81제 7 장 참고문헌 ... 85끝페이지 ... 88