초록 ▼

이온농도분극 현상을 이용한 휴대형 인공신장 장비의 개발로 신부전 중동물 비글 모델에서 투석이 가능함을 확인함. 분당 10ml의 처리 용량을 갖는 단일 복수 모듈을 구축하여 요독의 제거 효율을 고유량에서도 달성가능함을 확인함. 양측신장제거 신부전 비글 모델에서 인공신장 장비의 적용을 통해 요독의 제거 및 혈액 산성화에 대한 교정이 가능하다는 것을 확인하였음. 하지만, 세포독성 물질의 발생으로 인해 전임상실험에서 전신염증반응이 발생하는 문제가 있었음. 이에 대해 독성의 원인 물질을 in vitro 실험을 통하여 규명하였고 ICP구동 중

이온농도분극 현상을 이용한 휴대형 인공신장 장비의 개발로 신부전 중동물 비글 모델에서 투석이 가능함을 확인함. 분당 10ml의 처리 용량을 갖는 단일 복수 모듈을 구축하여 요독의 제거 효율을 고유량에서도 달성가능함을 확인함. 양측신장제거 신부전 비글 모델에서 인공신장 장비의 적용을 통해 요독의 제거 및 혈액 산성화에 대한 교정이 가능하다는 것을 확인하였음. 하지만, 세포독성 물질의 발생으로 인해 전임상실험에서 전신염증반응이 발생하는 문제가 있었음. 이에 대해 독성의 원인 물질을 in vitro 실험을 통하여 규명하였고 ICP구동 중에 발생하는 질소산화물과 클로라민 계열의 염소화합물에 의해 독성이 발생하는 것을 확인함. 이에 대해 비타민 C를 이용하여 질소산화물의 제거, UV LED를 이용하여 염소화합물 분해 (dechlorination)를 통해 세포 독성이 제거되는 것을 세포 실험을 통해 확인함. 중동물 신부전 모델에서 고유량 UV LED 장비 적용을 이용한 추가 실험을 통해 투석효능과 안전성에 대한 검증이 필요함.

기존에 존재하지 않던 새로운 방식의 이온농도분극 반응이라는 투석 원리를 이용하여 요독이 제거 될 수 있다는 것을 최초로 입증하였으며, 구동 과정에서 발견된 세포 독성 문제에 대한 원인 및 해결점도 제시함. 새로 개발한 의료장비에 대한 추가적인 안전성 및 효율성 보장을 위해서는 다수의 중동물에서 추가적인 입증이 필요하며 이를 진행하기 위한 추가적인 시간과 연구 집중이 필수적임. 의료기기 공인시험 기관 시험성적서를 통해 장비 자체의 전기기계적, 전자파, 물리화학, 생물학적 안전성, 성능 평가를 통과하였고, 환자들에게 적정 수준의 투석 용량을 제공 할 수 있을지 확인하기 위한 탐색적 임상 시험 계획서까지 작성 완료된 상태임. 개발한 휴대형 복막투석 장비를 환자에게 직접 적용하여 치료를 진행하는 임상시험계획을 세우기에 앞서 다수의 중동물에서의 추가적인 전임상 검증과 탐색적 임상시험이 선행되어야 하므로, 임상시험계획 승인이라는 목표는 달성하지 못하였으나 부단한 연구 수행 노력을 통해 새로운 휴대형 투석 기기의 성능 확인 및 안전성 보장을 위한 개선 방안을 도출하였음.

(출처 : 요약서 3p)

Abstract ▼

We successfully made end stage renal disease peritoneal dialysis model with beagle dog and tested the efficacy of wearable artificial kidney. When we compared to conventional peritoneal dialysis in terms of acid-base balance, ultrafiltration of excess water and uremic toxin removal, newly developed

We successfully made end stage renal disease peritoneal dialysis model with beagle dog and tested the efficacy of wearable artificial kidney. When we compared to conventional peritoneal dialysis in terms of acid-base balance, ultrafiltration of excess water and uremic toxin removal, newly developed artificial kidney showed non-inferior function regulating well enough to decrease or maintain the levels of toxins. However, there was an important issue that post ICP solution showed cellular toxicity possibly originated from chloride and amine compound. We removed the toxicities by switching electrolyte type from platinum to graphite, changing the methods of material preparation, and introducing UV LED for dechlorination of chloramine compounds which was confirmed by LC-MS in vitro evaluations. We need to investigate further in vivo beagle end stage renal disease model whether if artificial kidney functions well without toxicity.
We expect good results because those methods showed obvious alleviation of cellular toxicity in vitro test.

In terms of technology, we developed the techniques of toxin removal up to 90% and made 10ml/min flow modules which can perform with 20Wh/L power consumption. We also developed real-time monitoring system for detecting ion concentration and pH. Moreover, biosensor and biofilter with fixed urease showed improved urea removal rate. With all those developed results, we passed official tests for medical devices regarding efficacy and safety and wrote official protocols for investigative clinical trials.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 6.1 총괄연구개발과제의 연구성과 실적 및 향후 계획 ... 6
• 6.2 연구성과 유형별 세부 내역 ... 8
• 7. 참여연구원 현황표 ... 19
• 목차 ... 20
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 21
• 1-1. 연구개발 목적 ... 21
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 21
• 1-3. 연구개발의 범위 ... 31
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 32
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 36
• 3.1 1세부 ... 36
• 3.2 2세부 ... 127
• 3.3 3세부 ... 155
• 3.4 4세부 ... 204
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 273
• 4-1. 목표달성도 ... 273
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 275
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 278
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 281
• 7. 연구개발성과의 보안등급 ... 284
• 8. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 284
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 285
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 287
• 11. 기타사항 ... 293
• 12. 참고문헌 ... 294
• [별첨4]실적 증빙자료 ... 297
• 끝페이지 ... 424