초록 ▼

연구의 목적 및 내용
간 섬유화는 치료가 매우 어려우며, 약물치료 효과는 매우 미비함. 또한 기존의 간 이식을 통한 간 섬유화 치료는 장기 공여자가 크게 부족하며, 면역 억제제를 지속적으로 투여해야 한다는 한계가 있음. 따라서 본 연구에서는 직접교차분화기술과 3D 바이오 프린팅 융합 기술을 통한 미세 혈관이 내재된 간 조직 모사체 제작 기술을 개발하고 이를 활용한 간 섬유화 치료의 새로운 방안을 제시하고자 함. 이를 위한 단계별 연구 목표 및 연구내용은 다음과 같음.
1 단계 : 혈관 내피세포를 이용한 혈관 유사 구조 패

연구의 목적 및 내용
간 섬유화는 치료가 매우 어려우며, 약물치료 효과는 매우 미비함. 또한 기존의 간 이식을 통한 간 섬유화 치료는 장기 공여자가 크게 부족하며, 면역 억제제를 지속적으로 투여해야 한다는 한계가 있음. 따라서 본 연구에서는 직접교차분화기술과 3D 바이오 프린팅 융합 기술을 통한 미세 혈관이 내재된 간 조직 모사체 제작 기술을 개발하고 이를 활용한 간 섬유화 치료의 새로운 방안을 제시하고자 함. 이를 위한 단계별 연구 목표 및 연구내용은 다음과 같음.
1 단계 : 혈관 내피세포를 이용한 혈관 유사 구조 패터닝 기술 개발, 간세포 및 혈관 내피세포를 동시에 패터닝 할 수 있는 다종 세포 프린팅 공정 기술 개발, 프린팅 성능 향상을 위한 헤드 모듈 기술의 개발
2 단계 : 혈관 유사 구조를 포함한 이식형 간 조직 모사체 제작 기술 개발 및 동물실험을 통한 유효성 검증, 약물 독성 테스트용 인공 간 조직 구조체 제작 및 평가를 통한 실용화. 이를 통하여 본 연구에서는 간 섬유화 치료에 활용 될 수 있는 재생 의학 기술의 기반을 마련하고자 함.

연구개발성과
본 연구를 통하여 다종 세포 프린팅이 가능한 최대 6 헤드 프린팅 시스템을 개발하였음. 개발된 프린팅 시스템에는 외부 오염원 최소화 할 수 있는 시스템이 구비 되었으며, 바이오잉크 및 세포의 안정적인 프린팅을 위한 온도 조절 장치가 적용하였음. 또한, 노즐의 정밀 위치 보정 시스템을 구축하여 프린팅 정밀도를 향상시켰음.
그리고 조직 내의 효율적인 영양 공급을 위해 수 백 μm의 혈관 유사 구조 제작 기술과 더불어 구조체 내 신생혈관형성 유도를 통해 미세혈관 유사 구조를 구현하였음. 이를 위해 혈관내피세포의 혈관 형성을 위한 바이오 잉크의 조건, 세포 농도 및 섬유아세포와 3D 바이오 프린팅을 이용한 미세혈관 패터닝 공정 과정을 수립하였음. 또한 개발된 미세혈관 패터닝 공정 기술을 바탕으로 혈관 유사 구조가 내재 된 간 조직 모사체를 제작하였음. 혈관 유사 구조의 경우 형광물질을 이용한 혈관내벽 투과성 실험을 통해 혈관 기능성을 확인하였음. 그리고 제작 된 모사체의 간 세포 기능성 평가를 통해 개발 된 기술의 이식형 구조체 제작 및 독성 평가용 플랫폼 제작에 활용 될 수 있음을 확인하였음.

연구개발성과의 활용계획(기대효과)
본 연구를 통하여 개발 된 혈관 내재형 간 조직 모사체는 난치성 질환인 간 섬유화를 치료하기 위한 핵심기술을 제공할 것임. 또한 신약의 독성 평가용 인공간 모델 제작에 활용될 계획임. 이를 통하여 윤리, 비용, 시간 등의 문제를 가지고 있는 동물 실험을 대체할 수 있는 수단을 제공함. 뿐만 아니라 본 기술은 인체를 구성하는 다양한 종류의 혈관 내재형 조직 재생을 위한 핵심 기반 기술을 제공할 것임.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 가. 간 섬유화의 치료방법인 간 이식 및 이의 한계 ... 5
• 나. 조직공학에서의 3D 바이오 프린팅 기술 적용 및 장점 ... 6
• 다. 혈관이 포함된 이식형 간 조직 구조체의 제작 및 간 섬유화 극복 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 6
• 가. 연구수행내용 ... 6
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 18
• 3-1. 목표 ... 18
• 3-2. 목표 달성여부 ... 18
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 19
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 19
• 붙임. 참고문헌 ... 20
• 끝페이지 ... 21