초록 ▼

● 연구 목적: 신경 신호 호환이 가능한 뉴런-나노선 하이브리드 신경 소자를 개발하고, 이를 기반으로 신경신호 검출 및 전달 시스템을 구현하여, 신경 재생/치료 및 신경 대체 기술을 개발

● 연구 내용 및 결과 :
- Si 나노선 성장 기술 및 나노선 기반 신경 소자 architecture 개발
- 나노선 전극 생체 적합성 확보 및 뉴런-나노선 하이브리드 회로 구축
- 세포 손상 없는 다채널 수직형 신경소자 array 기술 개발
- 나노선 신경소자 상 신경 줄기 세포 분화 제어 연구
- 하이브

● 연구 목적: 신경 신호 호환이 가능한 뉴런-나노선 하이브리드 신경 소자를 개발하고, 이를 기반으로 신경신호 검출 및 전달 시스템을 구현하여, 신경 재생/치료 및 신경 대체 기술을 개발

● 연구 내용 및 결과 :
- Si 나노선 성장 기술 및 나노선 기반 신경 소자 architecture 개발
- 나노선 전극 생체 적합성 확보 및 뉴런-나노선 하이브리드 회로 구축
- 세포 손상 없는 다채널 수직형 신경소자 array 기술 개발
- 나노선 신경소자 상 신경 줄기 세포 분화 제어 연구
- 하이브리드 나노선 신경소자를 이용한 신경 자극 및 제어 연구

● 연구 성과의 의미 및 응용 분야 :
- 뉴런-나노선 기반의 intelligent nano-bio neurodevice 원천 기술 확보
- 신개념 나노 생리학 측정기술 (nano-psyciological signaling tool) 개발
- 신경 질환 치료 및 뇌 과학 기반 기술 연구에 신기술적 접근법 제공

( 출처 : 보고서 요약서 4p )

Abstract ▼

As the important research field with a remarkable potential in neuroscience and technology, neurodevices are continually being developed through converging nanotechnology and biotechnology such as cell-interfaced field effect transistor or multi electrode array. The purpose of this sophisticated tec

As the important research field with a remarkable potential in neuroscience and technology, neurodevices are continually being developed through converging nanotechnology and biotechnology such as cell-interfaced field effect transistor or multi electrode array. The purpose of this sophisticated technology is a restoration, regeneration and replacement of the injured nerve system. The limitation of a existing technology, however, was revealed that a micro-level size of electrodes is too large and insensitive to detect an accurate neurosignal and give a delicate stimulation. The development of new neurodevices is thus necessary to achieve break through and overcome the limitations. In this regard, the nanowire is the most promising candidate for developing new neurodevices. Nanowires are the unique material, which have many advantages toward neurodevices, such as the nanometer scale diameter, the high aspect ratio (<103) and single crystallinity. Such properties make the nanowires suitable for the neurodevices that can sensing and stimulating neural cells on a submicron scale with high sensitivity. to realize the nanowire based neuro deivces, however, a growth of optimal nanowire, a process for device construction, a characterization of neuron-nanowire interfaces, and measurement of cell signals have to be achieved.

Herein, we study on the growth of nanowires, fabrication of nanowire neurodevices and signaling of neuron cells. We grew nanowires that are suitable for devices and signaling of neural cells. We made a coupling of neuron and nanowire by culturing hippocampus on nanowire-grown substrate and characterized their extra- and intra-cellular interface. We then fabricated neurodevices and detected an action potential of neural cells in an alive state.

These outcomes pave the way to intracellular signal mapping of local nerve network and an appropriate stimulation for the neuro-regeneration.

( 출처 : SUMMARY 10p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 4
• 요 약 문 ... 6
• S U M M A R Y ... 10
• C O N T E N T S ... 11
• 목차 ... 12
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 14
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 14
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 19
• 제 3 절 연구개발의 범위 ... 21
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 22
• 제 1 절 국내외 기술개발 현황 ... 22
• 제 2 절 본 연구결과가 국내외 기술개발 현황에서 차지하는 위치 ... 29
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 31
• 제 1 절 1단계 1차년도 연구 내용 및 결과 ... 31
• 제 2 절 2차년도 연구 내용 및 결과 ... 47
• 제 3 절 3차년도 연구 내용 및 결과 ... 59
• 제 4 절 2단계 4차년도 연구 내용 및 결과 ... 75
• 제 5 절 2단계 5차년도 연구 내용 및 결과 ... 93
• 제 6 절 2단계 6차년도 연구 내용 및 결과 ... 101
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 109
• 제 1 절 연구 목표 달성도 ... 109
• 제 2 절 본 연구개발의 관련분야 기술 발전에 기여한 내용 ... 137
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 139
• 제 1 절 추가연구의 필요성 ... 139
• 제 2 절 본 연구개발결과를 이용한 타 연구에의 응용 ... 139
• 제 3 절 기업화 추진 방안 ... 140
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 141
• 제 7 장 참고문헌 ... 145
• 끝페이지 ... 148