초록 ▼

1. 미세환경 모사 3차원 장기칩 기술 개발로 마이크로웰을 통한 암세포(신장암, 유방암) 스페로이드 제작 및 암세포 증식 정량화 및 장기암-혈관 결합 모델 장기칩 제작

2. 홀로토모그래피(Holo-tomography) 기술을 적용하여 급성 골수성 백혈병 및 급성 전골수성 백혈병의 분류를 위한 세포의 형태학적 및 생화학적 parameter를 추출하였음. 이를 기반으로 기계학습 및 심층학습 알고리즘을 적용하여 높은 정확도를 가진 백혈병 분류 모델 개발에 성공함. 또한, 약물내성 세포를 구별하는 새로운 parameter를 찾

1. 미세환경 모사 3차원 장기칩 기술 개발로 마이크로웰을 통한 암세포(신장암, 유방암) 스페로이드 제작 및 암세포 증식 정량화 및 장기암-혈관 결합 모델 장기칩 제작

2. 홀로토모그래피(Holo-tomography) 기술을 적용하여 급성 골수성 백혈병 및 급성 전골수성 백혈병의 분류를 위한 세포의 형태학적 및 생화학적 parameter를 추출하였음. 이를 기반으로 기계학습 및 심층학습 알고리즘을 적용하여 높은 정확도를 가진 백혈병 분류 모델 개발에 성공함. 또한, 약물내성 세포를 구별하는 새로운 parameter를 찾고 이를 통하여 효과적으로 약물내성을 가진 세포를 구별함.

3. 약물 제약이 없는 생분해성 무선제어 전자약 개발 완료

(출처 : 요약서 3p)

Abstract ▼

IV. Research results
1.1 Cancer spheroid mimicking cancer microenvironment
Due to the limitation of mimicking in-vivo environment with 2-dimensional platform, our research group made cancer spheroid for 3 dimensional cancer model which represents cancer microenvironment. We could obtain cancer

IV. Research results
1.1 Cancer spheroid mimicking cancer microenvironment
Due to the limitation of mimicking in-vivo environment with 2-dimensional platform, our research group made cancer spheroid for 3 dimensional cancer model which represents cancer microenvironment. We could obtain cancer spheroid with a diameter of 100-200μm using breast cancer cell line MCF7 and renal cancer cell line Caki-1 after culturing in microwell with a diameter of 300μm after 16hours. Short culturing period and high throughput make it easier to study cancer microenvironment mimicry.

1.2 Combined breast cancer-vasculature model mimicking cancer microenvironment
Cancer-vasculature was formed in central channel of height 120μm and witdth 500μm, between two media channels seperated with microposts. Hydrogel was injected in the gel channel to provide a scaffold for vessel formation of 3-dimensional culture environment. Since the model was made by co-culturing vascular cells and cancer cells, the effect of physical/chemical factors on cancer cell and vascular cells can be observed at the same time. In addition, the use of transparent PDMS makes it possible to obtain a large number of specimens because it is easy to perform 3D imaging and has a relatively low cost.

(1) Fabrication procedure of designed microfluidic chip
Master mold was made with photolithography and patterned PDMS was obtained by soft lithography. Then, PDMS is bonded with cover glass with plasma and channel is formed.

(2) Vasculogenesis optimization
Human vascular endothelial cells and cancer cells are mixed with fibrin gel and cultured in microfluidic chip with growth factors such as VEGF. Vessel perfusion occurs after 4 days with microvascular network.
2.1 Binary classification algorithms for acute myelogenous and promyelocytic leukemia cell lines were developed with about 82% classification accuracy through the optimization process.
2.2 A new parameter to distinguish the EGFR mutation in the cell with a refractive index microscope was proposed

3.1 Development of electrochemical release technology
- Verification of electrolysis reaction in etch pit of degradable metal film
- Analysis of degradation dependency on type of trapping, thickness, etch pit dimension
- Evaluation of drug permeability, thickness and size optimization of thin film gates and storage devices

3.2 Fabrication of drug delivery system using biodegradable materials and devices
- Preparation of reservoir using degradable polymer and micro fluidic channel
- Fabrication of circuit-level wireless stimulator using thin silicon film
- Optimization of biodegradable wireless stimulator

3.3 Demonstration under in vitro environment
- Assessment of efficacy and lifetime of drug delivery system in vitro
- Verification of on-demand drug delivery using fluorescent drugs
- Evaluation of development system stability under in vitro environmental conditions

(출처 : SUMMARY 10p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 14
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 15
• 제 1절 미세유체소자 내 인간세포를 이용한 암세포 스페로이드와 유방암-혈관 결합모델 제작을 통해 장기암 미세환경 구현 ... 15
• 제 2.1 절 3차원 Live-imaging 분석 기반 급성 골수성 및 전골수성 백혈병의 조기 진단법 연구 ... 15
• 제 2.2절 약물 내성 연구의 새로운 패러다임 ... 17
• 제 3절 무선제어가 가능한 생체분해형 약물전달 플랫폼 개발 ... 19
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 제 1절 미세유체소자의 기술개발 현황 ... 21
• 제 2.1절 3차원 Live-imaging 분석 기반 급성 골수성 및 전골수성 백혈병의 조기 진단법 연구 ... 22
• 제 2.2절 약물 내성 연구의 새로운 패러다임 ... 23
• 제 3절 무선제어가 가능한 생체분해형 약물전달 플랫폼 개발 ... 23
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 25
• 제 1절 미세환경 모사 3차원 장기칩 기술 개발 ... 25
• 제 2.1절 3차원 Live-imaging 분석 기반 급성 골수성 및 전골수성 백혈병의 조기 진단법 연구 ... 27
• 제 2.2절 약물 내성 연구의 새로운 패러다임 ... 34
• 제 3절 무선제어가 가능한 생체분해형 약물전달 플랫폼 개발 ... 38
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 45
• 제 1절 연구개발목표 달성도 ... 45
• 제 2절 관련분야 기술발전에의 기여도 ... 47
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 48
• 제 1절 장기암 미세환경 내 산소분압을 반영한 항암제 성능 비교 분석 ... 48
• 제 2.1절 3차원 Live-imaging 분석 기반 급성 골수성 및 전골수성 백혈병의 조기 진단법 연구 ... 48
• 제 2.2절 약물 내성 연구의 새로운 패러다임 ... 50
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 51
• 제7장 연구시설∙장비현황 ... 51
• 제8장 참고문헌 ... 52
• 끝페이지 ... 55