초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구는 MEMS 공정과 미세유체소자 기술, 그리고 3차원 세포배양 기술을 융합하여 실제 안구와 유사한 특징을 갖는 인공 안구를 개발하고자 한다. 본 연구는 눈의 주요 세부조직 (각막, 시신경, 망막내 혈관)을 하나의 플랫폼에 집적하여 실제 안구의 형태/생리학적 특징을 모사하며 다양한 자극과 약물 시험까지 가능한 다기능 안구 모사 바이오칩 (Eye-on-a-chip)을 개발하는 것을 목표로 한다.

□ 연구결과
본 연구의 2차 년도에서 각막실질세포시트와 하이드로젤 교차적층배양 조건을

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구는 MEMS 공정과 미세유체소자 기술, 그리고 3차원 세포배양 기술을 융합하여 실제 안구와 유사한 특징을 갖는 인공 안구를 개발하고자 한다. 본 연구는 눈의 주요 세부조직 (각막, 시신경, 망막내 혈관)을 하나의 플랫폼에 집적하여 실제 안구의 형태/생리학적 특징을 모사하며 다양한 자극과 약물 시험까지 가능한 다기능 안구 모사 바이오칩 (Eye-on-a-chip)을 개발하는 것을 목표로 한다.

□ 연구결과
본 연구의 2차 년도에서 각막실질세포시트와 하이드로젤 교차적층배양 조건을 확립하였으며, 이를 이용하여 인공각막실질 유사모델 확보하였다. 각막실질을 확인하기 위해 형광 물질 도포 후 물질의 투과량 측정 결과를 확인하였다. 그리고 안압을 모사한 2종 이상의 플랫폼 개발을 완료하였으며, 변형에 따른 세포 반응 및 손상 연구 및 MEA와 결합된 미세유체칩 내의 신경세포의 자발적신호 측정, 광자극에 의한 광자극 반응 신경세포의 반응 측정을 완료하였다. 망막 혈관계 생체 모델 최종 완성하였고 혈관 미세환경 실시간 조절 및 모니터링 시스템 집적화 하였다. 2차 년도의 여러 목표들과 밀접하게 관련되어 국제 저명한 학술지에 게재된 논문은 8건이 있으며, 국내 및 국제 특허출원이 총 3건씩 있다.

□ 연구결과의 활용계획
본 연구에서 제안하는 통합된 안구 모사 플랫폼 개발을 통하여, 기술적 파급효과로서
1)신약 개발의 효율을 획기적으로 증가시킬 수 있는 장기 모사칩 기반기술을 확립하고
2)생물학 연구용 생체모델 시장에 진입하여 양산화할 수 있는 산업화의 기틀을 다지며,
3)고부가가치 첨단산업으로의 전향과 산업적 활용을 통해 선진국형 신 성장 동력을 마련한다.
학문적 파급효과로서는 1) 공학적 접근을 통해 기존에 불가능하던 연구를 가능하게 하는 새로운 기초 생물학 연구 플랫폼을 제공하여 학문 발전에 기여하고, 2) 생리학적 유사성이 높은 장기모사칩 기반 기술을 확보하여 세포 환경에 대한 더 깊은 이해와 조직공학 관련 기반 기술을 확보할 수 있으며, 3) 다양한 분야에 대한 기본 지식과 소통을 할 수 있는 융합학문 모델을 제시한다.

(출처 : 한글요약문 6p)

Abstract ▼

□ Purpose& contents
In this study aims to develop an artificial eyeball having characteristics similar to those of the eyeball by the fusion of MEMS process, microfluidic device technology. Through this study, we expect to delvelop Multifunctional ophthalmologic biochip (Eye-on-a-chip)., which ca

□ Purpose& contents
In this study aims to develop an artificial eyeball having characteristics similar to those of the eyeball by the fusion of MEMS process, microfluidic device technology. Through this study, we expect to delvelop Multifunctional ophthalmologic biochip (Eye-on-a-chip)., which can mimic the Real eye shape / physiology and simulate various features and can test various stimuli and drugs by integrating the main details of the main eye tissues (Cornea, optic nerve, intra-retinal vein)

□ Result
In the second year of this study, corneal parenchymal cell sheets and hydrogel cross - lamination culture conditions were established, and an artificial corneal stromal - like model was obtained. In order to confirm the corneal stroma, the results of measurement of the permeation amount of the substance after application of the fluorescent substance were confirmed. We have completed development of more than two types of platforms that simulate IOP. We have also developed cell response and damage studies based on deformation, spontaneous signal measurement of neurons in a microfluidic chip coupled with MEA, and response measurement of light stimulated neurons by optical stimulation . The retinal vascular system model was finally completed, and real - time control and monitoring system of vascular micro environment was integrated. There are eight papers published in internationally renowned journals closely related to the goals of the second year, and there are three domestic and international patent applications.

□ Expected Contribution
Through the development of the integrated eyeball platform proposed in this study, 1) establish long-term simulation chip-based technology that can dramatically increase the efficiency of new drug development, 2) lay the foundations of industrialization that can enter the biomedical model market for biology research and mass production, 3) And industrial use, we will create a new growth engine of advanced nations.
Academic ripple effects include: 1) contributing to the development of science by providing a new basic biological research platform that enables research that was not possible through the engineering approach; 2) securing technology based on long-term simulated chip with high physiological similarity, And 3) to provide a fusion science model that can communicate basic knowledge and communication about various fields.

(출처 : SUMMARY 7p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 6
• 한글요약문 ... 6
• SUMMARY ... 7
• 연구내용 및 결과 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 15
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 16
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 18
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 18
• 8. 참고문헌 ... 19
• 9. 연구성과 ... 21
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 21
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 21
• 12. 기타사항 ... 21
• [별첨1] 대표연구실적 ... 22
• [별첨2] 세부 목표 관련 증빙 ... 38
• 끝페이지 ... 48