초록 ▼

○ 연구 목표
- 자성 나노입자를 이용한 줄기세포의 효과적인 3차원 세포 클러스터 구조 형성
- 자성 나노입자에 의한 세포-세포 결합력 증진 및 세포 분화 촉진
- 기능성 나노구조체를 도입함으로써 세포 활성 및 분화 촉진

○ 연구 내용 및 결과
- 줄기세포에 자성 나노 입자를 도입, 자화능을 갖도록 유도하며 한 곳으로 집중된 외부 자기력 시스템을 사용해 세포가 3차원 클러스터를 효율적으로 이루도록 하며 이를 비부착 형태로 배양함
- 3차원 줄기세포 클러스터의 형태를 조절하고

○ 연구 목표
- 자성 나노입자를 이용한 줄기세포의 효과적인 3차원 세포 클러스터 구조 형성
- 자성 나노입자에 의한 세포-세포 결합력 증진 및 세포 분화 촉진
- 기능성 나노구조체를 도입함으로써 세포 활성 및 분화 촉진

○ 연구 내용 및 결과
- 줄기세포에 자성 나노 입자를 도입, 자화능을 갖도록 유도하며 한 곳으로 집중된 외부 자기력 시스템을 사용해 세포가 3차원 클러스터를 효율적으로 이루도록 하며 이를 비부착 형태로 배양함
- 3차원 줄기세포 클러스터의 형태를 조절하고 최적의 배양 환경을 위해 세포 활성에 관여하는 기능성 나노 구조체를 도입, 분화 촉진과 복합 조직 형성 및 전임상에서 이식의 효율성, 안정성을 도모
- 세부기술 및 연구내용
‧ 자성 나노입자와 유도된 외부자기력을 이용한 3차원 줄기세포 클러스터 형성 기술 개발 및 자기력에 의한 세포 간의 유기적인 결합능 증진
‧ 3차원 세포 형성에 의한 줄기세포의 생존성 및 활성 증진
‧ Bioactive한 기능성 나노구조체를 도입해 세포배양 효능 증대, 분화 촉진
‧ 외부자기력 및 나노구조체를 이용해 형성된 3차원 조직의 동물 내 이식 및 고정화 촉진

○ 기대 효과
- 자성 나노 입자 및 기능성 나노구조체를 도입, 새로운 3차원 세포 클러스터 형성방법을 제시
- 자성나노 입자를 비롯 나노구조체를 이용한 3차원 줄기세포 형성방법은 세포간 효율적인 결합 및 ECM 분비를 유도하고 세포 분화에 유리한 환경을 조성해 세포 분화 촉진을 가져올 수 있으며, 다양한 형태와 세포 구성을 구현할 수 있어 세포 재생 효과를 극대화 할 수 있음
- 자성 나노 입자와 자기력을 이용한 세포혼합배양기술과 각종 생물학적 기능을 부여한 나노구조체의 복합 이용은 줄기 세포 분화의 시너지 효과를 유도할 수 있음

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Ⅱ. Purpose
This research aims at the development of stem cell therapy for the tissue regeneration by generation and implantation of 3-dimensional cell structure using function nano-materials including magnetic nanoparticles, which create the favorable environment for the cell and its substrate.

Ⅱ. Purpose
This research aims at the development of stem cell therapy for the tissue regeneration by generation and implantation of 3-dimensional cell structure using function nano-materials including magnetic nanoparticles, which create the favorable environment for the cell and its substrate.
- Efficient generation of 3-dimensional cell structure using magnetic nanoparticles
- Improvement of differentiation to a specific target tissue by functional nano-materials
- Improvement of cell clustering and its physiological characteristics by applying functional nano-materials
- Tissue assembly of tissue-tissue junction or co-culture system
- Establishment of effectiveness and safety of implantation of 3-dimensional cell for the tissue regeneration
- Development of stem cell therapy platform using iPSCs by applying nanotechnolgy

Ⅲ. Contents
○ We apply magnetic nanoparticles to stem cells to make them magnetically induced and clustered by applied external magnetic force. This induces efficient cell clustering with spherical shape and these spheroids can be cultured under the suspension condition.
○ We introduce multi-functional nano-materials to make efficient cell clusters with various shape, to provide favorable environment to cells and improve the differentiation efficiency and tissue-assembly. And then, we persue the effectiveness and safety of implantation of 3-dimensional cell structures for the pre-clinical trial.

Followings are detailed strategies.
- Development of 3-dimensional cell clusters by magnetic nanoparticles and induced magnetic system
- Induction of robust cell-cell interaction by external magnetic force
- Construction of 3-dimensional cell structure with various shape and promotion of cellular function and differentiation by introducing functional nano-materials
- Efficient implantation of 3-dimensional cells to a target tissue using magnetic force combined with nano-materials.
- Promotion of cell regeneration by tissue-assembly
- Development of nano-materials with functional modification for the enhancement of differentiation property and endowment of cell trafficking

Ⅳ. Expected Contribution
○ This research propose novel technology for the 3-dimensional stem cell clustring and its differentiation strategy by introducing nanoparticles and multi-functional nano-materials.
○ These multi-functional nano-materials provide favorable environments for the cellular function and differentiation to cell clustering by effective cell-cell interaction and active ECM. In addition, this method provides various techniques for constructing 3-dimensional cell structures with variety of shapes and composition.
○ Co-culture condition in the presence of bioactive nano-materials induce synergistic effects in the cell differentiation.
○ Technological contribution
- Physical stimulation of cells for the tissue-assembly by magnetic force
- Imaging technique using functional modification of nano-materials for the cell monitoring in vivo
- Providing novel therapeutic methods using nano-materials for the regenerative medicine

(출처 : SUMMARY 7p)