초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구는 기계공학, 바이오공학, 의학 등의 융합을 기반으로 벌침의 작동원리(삽입표면의 초기응력, 기계적 자극에 의한 연성생체조족의 국부적 연화, 비대칭 미소구조물에 의한 마찰력 감소 및 기계적 교합력 증대)를 모방한 연성생체조직 접합목적의 미소기계식 의료용 접착제를 개발하여 기존 화학식, 기계식 의료접착제가 가지는 태생적 한계를 극복하고자 한다. 연구내용은 1차년도 원천단계 연구로 벌침의 작동원리 분석, 생체분해성 소재 특성 평가, 연성생체조직 특성평가를 실시하고, 2차년도는 응용단계로써 미소기계식 의료

연구의 목적 및 내용
본 연구는 기계공학, 바이오공학, 의학 등의 융합을 기반으로 벌침의 작동원리(삽입표면의 초기응력, 기계적 자극에 의한 연성생체조족의 국부적 연화, 비대칭 미소구조물에 의한 마찰력 감소 및 기계적 교합력 증대)를 모방한 연성생체조직 접합목적의 미소기계식 의료용 접착제를 개발하여 기존 화학식, 기계식 의료접착제가 가지는 태생적 한계를 극복하고자 한다. 연구내용은 1차년도 원천단계 연구로 벌침의 작동원리 분석, 생체분해성 소재 특성 평가, 연성생체조직 특성평가를 실시하고, 2차년도는 응용단계로써 미소기계식 의료접착제 제작, 생체적합(분해)성 시험,연성생체조직 적용 시험을 진행한다. 마지막 3차년도는 실증 및 확장단계로써 약물전달시스템으로 확장 연구 및 동물시험을 추진한다.

연구결과
□ 1차년도(원천단계)
○ 벌침의 작동원리 분석
- 벌침과 관련된 주요 3가지 기계적 요소(인장형태의 초기응력, 기계적 진동, 비대칭 미소구조물)와 벌침의 삽입력 감소/접착력 증가와의 관계 이해
○ 생체분해성 소재 특성평가
- 벌침과 관련된 주요 3가지 기계적 요소(인장형태의 초기응력, 기계적 진동, 비대칭 미소구조물)와 벌침의 삽입력 감소/접착력 증가와의 관계 이해
- 기존 상용 생체분해성 소재(polydiacetylene, polyglycolic acid 등)의 물성치 및 미소가공성 분석
○ 인공, 동물 연성생체조직 특성평가
- 인공, 동물(돼지) 연성생체조직의 재료특성과 인장형태의 초기응력, 기계적 진동, 비대칭 미소구조물에 의한 거동특성 변화 분석

□ 2차년도(응용단계)
○ 미소기계식 의료접착제 제작
- 미소가공기술을 이용하여 벌침에 해당되는 일회용 미소기계식 의료접착제 수동소자와 벌에 해당되는 재사용이 가능한 구동기를 설계, 제작 및 평가함
○ 생체적합(분해)성 시험
- 미소기계식 의료접착제에 사용된 생체분해성 소재의 생체적합(분해)성에 대한 시험
○ 인공, 동물 연성생체조직 적용시험
- 인공, 동물 연성생체조직을 이용한 제작된 미소기계식 의료접착제 in vitro 평가

□ 3차년도(실증 및 확장단계)
○ 약물전달시스템으로 확장연구
- 제작된 미소기계식접착제를 약물전달시스템으로 변경 및 적용
○ 동물시험
- 동물을 이용한 제작된 미소기계식 의료접착제 in vivo 평가

연구결과의 활용계획
MEMS/나노공학, 연성생체역학과 관련된 기계공학 기술을 연성생체조직, 생체적합(분해)성과 관련된 바이오공학 기술 및 동물시험, 생체조직 시험과 관련된 의학기술과 창의적으로 융합하여‘벌침의 작동원리를 모방한 생체분해성 소재로 만들어진 연성생체조직 접합용 미소기계식 의료접착제’를 개발함으로써 기계공학-바이오공학 -의학 융합에 대한 학문적 관심을 높이고 더 나아가 관련 연구의 저변을 확대한다. 체내에 작은 크기의 연성생체조직에 대해 접합기능을 완벽히 수행할 수 있는 연성생체조직 접착용 의료접착제의 개발을 통해 기계공학, 바이오공학, 의학분야에서 글로벌 수준의 기술경쟁력을 확보하고 더 나아가 후방산업을 견인한다. 기존 연성생체조직 접착용 의료접착제의 단점을 개선한 유효성/안전성이 확보된 블록버스터급 개량 의료접착제 개발을 통해 고부가가치 시장을 창출한다.

( 출처 : 한글요약문 4p )

Abstract ▼

Purpose&contents
The purposes of this research are to solve the conventional medical adhesives problems of mechanical and chemical method by developing the biomimetic micro mechanical adhesive using principle of bee sting (Initial stress on the insertion surface, local softening of the tissue by

Purpose&contents
The purposes of this research are to solve the conventional medical adhesives problems of mechanical and chemical method by developing the biomimetic micro mechanical adhesive using principle of bee sting (Initial stress on the insertion surface, local softening of the tissue by mechanical stimulation, decrease of the frictional force by the asymmetric microstructure, and increase of the mechanical adhesion force) for bonding soft tissue based on fusion of mechanical engineering, biotechnology and medicine. In the first year for basic research, we carry out analyzing working principles of bee sting, evaluating material property of biodegradable material, and evaluating material property of soft biological tissue. As next step, our group progress the application of micro mechanical medical adhesive preparation, biocompatibility (degradability), and application test on soft tissue. In last third year, application test like drug delivery system and animal test are conducted for demonstration and expansion of research.

Result
□ 1st year (basic step)
○ Analyzing working princilple of bee sting
- Understanding correlation of 3 major mechanical elementsn (Initial stress in tensile, mechanical vibration, asymmetric microstructure) related to bee sting and decrease the insertion force of bee sting/ Increase adhesion
○ Evaluating biodegradable material properties
- Analyzing material properties and micro machinability of conventional biodegradable materials
○ Evaluating artificial and animal soft tissue properties
- Analyzing material properties of artificial and animal (pig) soft tissue in conditions of initial tensile stress, mechanical vibration, and change of behavior properties by asymmetric microstructure

□ 2nd year (application step)
○ Fabricating micro mechanical medical adhesive
- Designing, manufacturing and evaluating reusable actuator for bee and disposable medical adhesive for bee sting using micro fabrication
○ Testing biocompatibility and biodegradability
- Testing for biodegradability of micro mechnical medical adhesive
○ Applying to artificial and animal soft tissue
- Evaluating micro mechanical medical adhesive in vivo with artificial and animal soft tissue

□ 3rd year (demonstration and expansion step)
○ Expanding research into drug delivery systems
- Changing and applying fabricated micro mechanical adhesive into durg delivery system
○ Animal test
- Evaluating micro mechanical medical adhesive in vivo using animals

Expected Contribution
As developing 'micro mechanical medical adhesives for soft tissue made of biodegradable materials mimicking the working principle of bee sting' by fusing MEMS / nanotechnology, mechanical technology related to soft tissue, biocompatibility (biodegradability), animal technology, and biomedical tissue, academic interest are increased. In addition, this study increases the base of related research. Through the development of medical adhesives that can fully perform bonding for micro scale soft tissue in vivo, technological competitiveness is secured in the Mechanical Engineering, Bioengineering, Medicine field. Furthermore driving the rear industry. Also, we create high value added market of medical adhesive through development of medical adhesives that improve defect and secure validity / safety.

( 출처 : SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 12
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 26
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 28
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 28
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 29
• 8. 참고문헌 ... 29
• 9. 연구성과 ... 30
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 34
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 34
• 12. 기타사항 ... 35
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 36
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 48
• 끝페이지 ... 55