초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 과제는 마이크로 구조체 방식의 관절연골 재생 및 표적화 기술 개발을 통해 줄기세포 기반의 관절 연골 대체제 개발이 목적임.
기존의 줄기세포를 이용한 골관절 재생 및 치료는 병변부 표적화 기능이 없어 지향성과 병변내 지속적 분포률이 낮으며, 자체의 분화성능에 의존하는 수동적 재생요법이므로 치료효율 또한 비효율적임. 이를 극복하기 위해 본 제안기술은 능동적 외부 자기장 시스템 개발과 외부구동에 의해 표적화가 가능하고 줄기세포의 분화를 촉진하여 연골 재생 효율을 향상시킬 수 있는 자성입자 담지 줄기

□ 연구의 목적 및 내용
본 과제는 마이크로 구조체 방식의 관절연골 재생 및 표적화 기술 개발을 통해 줄기세포 기반의 관절 연골 대체제 개발이 목적임.
기존의 줄기세포를 이용한 골관절 재생 및 치료는 병변부 표적화 기능이 없어 지향성과 병변내 지속적 분포률이 낮으며, 자체의 분화성능에 의존하는 수동적 재생요법이므로 치료효율 또한 비효율적임. 이를 극복하기 위해 본 제안기술은 능동적 외부 자기장 시스템 개발과 외부구동에 의해 표적화가 가능하고 줄기세포의 분화를 촉진하여 연골 재생 효율을 향상시킬 수 있는 자성입자 담지 줄기세포 또는 자성입자와 줄기세포 담지 마이크로 scaffold 제작을 통해 연골재생용 대체재를 개발 하고자 함. 제안 기술은 원천성과 기술진보성을 가지고 있으며 줄기세포를 응용한 관절연골 치료제 시장을 겨냥한 원천특허 및 상용화가 최종 목표임.
주요 연구내용은 외부 자기장 구동 시스템 기술 개발, 생적합성 자성 나노 입자와 생분 해성의 마이크로 scaffold 개발, 줄기세포 포함 연골 대체재의 제작, 외부 자기장 구동을 이용한 연골 대체재의 병변 표적화 기술개발 및 연골 재생 효능 검증, 의료기관과의 협력을 통한 전 임상 및 임상시험에 의한 연골 대체재와 외부 자기장 구동 시스템의 의료적 검증에 의한 상용화 가능성 입증임.

□ 연구개발성과
ㅇ 손상 관절연골 재생을 위한 자성입자 담지 연골 대체재 기술 개발
- 생체적용에 적합한 자성입자 제작 또는 기 FDA 승인되거나 안전성이 입증된 자성 나노입자 도입 및 이를 이용해 고분자기반 마이크로 scaffold를 제작하고 비임상 시험을 통한 생적합성/생분해성을 검증함
- 체내 안전성이 검증된 마이크로 scaffold에 줄기세포 담지 후 in-vitro/in-vivo 실험을 통해 생체 내 안전성 및 연골재생 효능 검증
- 연골 대체제의 연골재생 촉진을 위해 분화촉진인자가 담지된 마이크로 scaffold를 개발, 줄기세포를 담지하여 연골분화 촉진효능 검증
- 비수술적 관절재생 및 줄기세포 이식요법 개발을 위해 전자기 구동 코일/착용형 자기장 발생장치를 개발하여 자성입자 담지 연골대체제의 환부 표적화 및 고정성능을 실험실 내 팬텀실험과 비임상 시험을 통해 검증
- 골/연골 재생용 자기 구동 마이크로지지체에 관한 국내특허 출원
ㅇ 연골대체제 및 표적화 기술의 실용화
- 마이크로 구조체 방식의 관절연골 재생 및 표적화 기술의 실용화를 위한 미국 기업에 기술이전 후 지속적 협력을 통한 실용화 진행 중
- 마이크로 scaffold의 실용화를 위한 대량생산공정 확립 및 관련 특허확보
- 세부 및 위탁과제와의 협력을 통한 마이크로 scaffold 및 자기장 발생장치의 인증 준비

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
ㅇ 기존 줄기세포 요법의 낮은 지향능 및 치료능의 해결 및 기술적인 도약
ㅇ 다양한 조직 대체재에 응용, 능동적으로 재생 및 치료 가능한 대체재 개발에 활용
ㅇ 줄기세포를 이용한 다양한 적응증 치료에 신기술 제시
ㅇ 줄기세포 치료제 및 치료기술 시장선점을 위한 원천특허 확보
ㅇ 줄기세포 기반의 연골 대체재의 국내 생산 증가에 의한 치료비용 절감, 수입에 의존하던 해당 치료제 국내 개발 생산에 따라 생산비용 절감이 예상됨
ㅇ 중장기적으로 근골격계 등 다양한 분야의 난치성 질환 등으로 인해 급증 중인 보건의료산업에서 줄기세포/조직재생 기술로 인한 의료산업 활성화 기대됨

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 15
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 70
• 3-1. 목표 ... 70
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 71
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 71
• 붙임. 참고문헌 ... 72
• 끝페이지 ... 73