초록 ▼

I. 연구개발의 목표
다방면 조사형 레이저 및 광감작제 나노전달시스템을 이용한 광역학치료로 국소 유방암 치료 시스템 개발을 최종 목표로 하며 세부목표는 다음과 같음.

1. 다방면 및 번들형 광섬유 기반의 치료용 레이저 시스템 개발
2. 국소 주입용 광감작제 제형 개발 및 유방암 선택적 표적 광감작제 개발
3. 다방면 및 번들형 광섬유 기반의 레이저를 이용한 국소 유방암 치료 기술 개발
4. 선택적 광역학 유방암 치료 기술 구축 및 광감작제 기술을 이용한 비수술적 유방암 치료의 전임상/임상

I. 연구개발의 목표
다방면 조사형 레이저 및 광감작제 나노전달시스템을 이용한 광역학치료로 국소 유방암 치료 시스템 개발을 최종 목표로 하며 세부목표는 다음과 같음.

1. 다방면 및 번들형 광섬유 기반의 치료용 레이저 시스템 개발
2. 국소 주입용 광감작제 제형 개발 및 유방암 선택적 표적 광감작제 개발
3. 다방면 및 번들형 광섬유 기반의 레이저를 이용한 국소 유방암 치료 기술 개발
4. 선택적 광역학 유방암 치료 기술 구축 및 광감작제 기술을 이용한 비수술적 유방암 치료의 전임상/임상 가능성을 확보

II. 주요 연구개발 내용 및 결과
1. 다방면 및 번들형 광섬유 기반의 치료용 레이저 시스템 개발
1) 극초단파 레이저를 이용한 광섬유 가공 기술 개발 및 다방면으로 빛을 조사 할 수 있는 광섬유 제작
2) 아크방전 & CO₂ 레이저를 이용한 광섬유 표면 연마 기술 개발
3) 다방면 조사형 광섬유의 특성분석, 최적화와 가시광선/IR 레이저 기반 치료시스템 개발
4) 레이저 빔 방사 방향 제어를 위한 광섬유 표면 처리 기법 개발
5) 레이저 빔 방사 분포 및 방향 제어를 위한 번들형 광섬유 제작 기술 개발

2. 국소 주입용 광감작제 제형 개발 및 유방암 선택적 표적 광감작제 개발
1) 고분자 나노입자를 이용한 나노전달체 개발 및 봉입효율이 높은 광감작제 개발을 통한 나노전달시스템 기반기술 구축
2) 유방암 선택적 표적 광감작제 개발
3) 나노광감작제 기반 광역학 치료법을 이용한 유방암 진단 및 치료 기술 등 비수술적 유방암 치료기술 개발
4) 국소 주입용 광감작제 제형 개발 및 이를 이용한 광역학 치료 기술 개발

3. 다방면 및 번들형 광섬유 기반의 레이저를 이용한 국소 유방암 치료 기술 개발
1) 혈구 및 물분자 흡수 기반의 유방조직의 절제율 및 주변부 손상의 최소화를 위한 레이저 표준 지표 개발
2) 다방면 및 번들형 광섬유 기반의 레이저 치료 시스템의 임상적용 기반 기술 개발

4. 광감작제 기술을 이용한 비수술적 유방암 전임상/임상 치료 기술 최적화 및 치료 효과 평가
1) 유방암 모델 쥐에 대한 다방면 광섬유를 이용한 레이저 절제술과 광역학 치료 기술의 병행 기술 확보

III. 기대 효과
1. 유방암 치료 효과가 우수하고, 부작용이 최소화된 광감작제 나노전달시스템을 개발함으로써, 신규 항암제 개발사업 촉진.

2. 글로벌 경쟁력을 확보하고 있는 IT기술을 암 치료 기술에 접목함으로써, 차세대 의료기술의 주도권 확보가 용이한 중요연구 개발 분야임.

3. BT/NT/IT 분야가 접목된 대표적 융합 기술로서, 차세대 BT 분야의 혁신기술을 선도하며 관련 학문/기술의 다학제간 융합의 파급효과가 예상됨.

4. 유방암에서 유방보존술의 비율을 증가시키고 수술로 인한 합병증을 줄이고 환자의 만족도를 높임으로써 삶의 질을 향상에 큰 공헌을 할 것으로 기대됨.

5. 기저질환으로 수술이 위험하거나 수술을 원하지 않는 환자들에게서 비교적 간단한 최 소침습적, 비수술적 치료를 통해 수술적 치료의 효과를 가져올 수 있음.

6. 암치료의 패러다임을 바꿀 수 있으며 수술 대신 레이저치료를 함으로써 수술로 인한 사회, 경제적 비용을 줄이고 세계적 치료용 레이저 기술을 선도할 것으로 기대됨.

7. 증가하는 유방 보존술 및 고령, 중증 환자들의 비율과 함께 수요가 급증할 것으로 사료되며 이에 따른 의료 기기 시장에서의 막대한 수입을 예상함.

(출처 : 요약서 5p)

Abstract ▼

Ⅱ. Purposes and significance of research and development

The purpose of this research is to develop the standard nonoperative modality for breast cancer using multi-directional laser and targeted photodynamic therapy.

● The development of the laser treatment system using the multi-dire

Ⅱ. Purposes and significance of research and development

The purpose of this research is to develop the standard nonoperative modality for breast cancer using multi-directional laser and targeted photodynamic therapy.

● The development of the laser treatment system using the multi-directional firing fiber and bundle-type fiber.

● Optimization of breast cancer-targeting photodynamic therapy
● Clinical trial of nonoperative breast-cancer therapy with photosensitizer system
● Evaluation of the safety and effectiveness of multi-directional laser therapy through pathologic examination after percutaneous laser ablation to tumor and margin

● Evaluation of the safety and effectiveness of photodynamic therapy through pathologic examination in reduction of tumor size and margin eradiation.

● The development of the laser-assisted local breast cancer treatment system.

Ⅲ. Contents and results of research and development

1. The maching of the fiber using the ultra short pulsed laser
(1) The development of ultra-short pulsed laser system for the 3D machining of the optical fiber
(2) The implementation of the stage module for the fiber maching based on the CAD/CAM

2. The surface polishing of the multi-directional fiber.
(1) The CO₂ laser based polishing
- The surface polishing of the multi-directional fiber using the CO₂ laser
- The characterization of the surface after CO₂ laser polishing

(2) The arc-emission based polishing
- The surface polishing of the multi-directional fiber using the arc-emission
- The characterization of the surface after the arc-emission r polishing

3. The characterization of the multi-directional firing fiber and the development of the laser treatment system using the multi-directional fiber

(1) The analysis of the beam profile and the pulse energy
(2) The development of the multi-directional fiber based laser treatment system.
(3) The characterization of the laser system using the tissue phantom

4. The development of optical fiber surface treatment method to control the direction of beam emission

(1) The optimization of the femtosecond laser machining and surface treatment method to control the direction of reflection angle.

(2) The development of jig system for the multi-firing fiber surface coating.
(3) The development and characterization of surface coating process for the reflection efficiency of multi-firing fiber.

5. The development of bundled optical fiber to control the direction and distribution of beam emission.

(1) The machining of the side firing fiber for the bundled fiber
(2) The development of the align of the side firing fibers and bonding process
(3) The implementation of the optical pass for beam splitting
(4) The characterization of the bundled using the tissue phantom

6. The pre-clinical experiment for cancer tissue treatment using the multi-firing fiber and the bundled fiber

7. Development and Optimization of breast cancer-targeting photodynamic therapy systems
(1) Development and optimization of targeted photosensitizer for treatment of breast cancer
(2) Development of optimization peritumoral injected-nano photosensitizer formulation
(3) Optimization of stimulus-sensitive photosensitizer for photodynamic therapy
(4) Development of the therapeutic effect and optimization of clinical treatment technology of non-surgical breast cancer by applying the technology of photosensitizer

8. Establishment of non-surgically pre-clinical / clinical system for breast cancer therapy using nano-photosensitizer

(1) Assessment of targeted photosensitizer for treatment of breast cancer
(2) Assessment of peritumoral injected-nano photosensitizer formulation
(3) Assessment of stimulus-sensitive photosensitizer for photodynamic therapy
(4) Assessment of the therapeutic effect and clinical treatment technology of non-surgical breast cancer by advanced technology of nano photosensitizer system

(5) Optimized production of nanophotosensitizer systems

9. The setting up the standard parameters of the visible laser source for the efficient ablation and the minimal damage for the breast tissue

(1) The setting up the standard parameters for the visible laser based treatment system
(2) The measurement of the ablation rate and the collateral damage using the in vitro tissue

10. The setting up the standard parameters of the IR laser source for the efficient ablation and the minimal damage for the breast tissue

(1) The setting up the standard parameters for the IR laser based treatment system
(2) The measurement of the ablation rate and the collateral damage using the in vitro tissue

11. The Pre-clinical study using the fiber based laser treatment system
(1) The measurement of the ablation rate and the collateral damage using the fiber delivery system

(2) The feasibility test of the multi-wavelength laser treatment system
(3) The feasibility test of the bundled optical fiber laser system

12. Nonoperative treatment of breast cancer with nanophotosensitizer-based photodynamic therapy

(1) The development of the animal model for the breast cancer
(2) The in vitro/in vivo evaluation of the PDT for the breast cancer
(3) The evaluation of the surface marker based PDT
(4) The comparison test of laser treatment and PDT for animal model with breast cancer

Ⅴ. Expected contribution

1. The developed laser system will be applied for the treatment of the local breast cancer

2. The developed laser system can be applied for the treatment of the abnormal prostate, varicose vein and the fat removal process.

3. The ultrashort pulsed laser machining and the polishing technique can be used for the versatile fiber manufacturing process.

4. Leading the next-generation medical technology by pioneering cancer treatment through integration with world-competitive information technology (IT).

5. Development of tumor-targeting polymer nanoparticles and delivery system for breast cancer

6. Development of minimally invasive surgery system using laser treatment which is a specific for breast cancer

(출처 : SUMMARY 12p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 12
• CONTENTS ... 15
• 목차 ... 16
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 17
• 1절. 연구개발의 필요성 ... 17
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 20
• 1절. 연구개발대상 기술의 국내·외 현황 ... 20
• 2절. 연구결과의 기대성과 ... 25
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 27
• 1절. 연구개발 내용 개요 ... 27
• 2절. 연구 세부 결과 ... 47
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 131
• 1절. 연구목표 ... 131
• 2절. 연구목표 달성도 ... 134
• 3절. 관련 분야의 기술발전에의 기여도 ... 139
• 4절. 중요 목표 및 가중치 ... 140
• 5절. 논문 게재 및 특허 ... 141
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 148
• 1절. 추가 연구의 필요성 ... 148
• 2절. 연구개발결과의 활용 및 응용연구 ... 150
• 3절. 기업화 추진방안 ... 152
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 154
• 제7장 연구시설ㆍ장비 현황 ... 157
• 제8장 참고문헌 ... 158
• 끝페이지 ... 159