보고서 정보
주관연구기관 |
원광대학교 WonKwang University |
연구책임자 |
류지현
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2020-03 |
과제시작연도 |
2019 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 |
TRKO202000004663 |
과제고유번호 |
1711091688 |
사업명 |
개인기초연구(과기정통부)(R&D) |
DB 구축일자 |
2020-07-29
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키워드 |
자가회복.연골.윤활제.생체친화.하이드로젤.히알유론산.우레아이도 피리미디논.수소결합.물리적 결합.Self-healing.Cartilage.Lubricant.Biocompatible.Hydrogel.Hyaluronic acid.Ureido-pyrimidinone.Hydrogen bond.Physical interaction.
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초록
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□ 연구개요
본 연구에서는 골관절염, 구강 및 안구 건조증 등 다양한 질병 및 병변에서 대두되는 일상생활의 불편함이나 고통의 감경, 증상의 완화를 위하여 생체친화적이고 윤활 능력이 탁월한 자연모사 다목적 윤활제를 개발하였다. 생체 내 윤활액의 구성성분인 히알유론산 (Hyaluronic acid, HA) 고분자 골격에 4개의 수소결합을 가질 수 있는 우레아이도 피리미디논 (Ureido-pyrimidinone, UPy)를 도입하여 윤활고분자인 HA-UPy를 합성하고, 이를 기반으로 하이드로젤을 제조하여 자가 회복이 가능한 윤활제를
□ 연구개요
본 연구에서는 골관절염, 구강 및 안구 건조증 등 다양한 질병 및 병변에서 대두되는 일상생활의 불편함이나 고통의 감경, 증상의 완화를 위하여 생체친화적이고 윤활 능력이 탁월한 자연모사 다목적 윤활제를 개발하였다. 생체 내 윤활액의 구성성분인 히알유론산 (Hyaluronic acid, HA) 고분자 골격에 4개의 수소결합을 가질 수 있는 우레아이도 피리미디논 (Ureido-pyrimidinone, UPy)를 도입하여 윤활고분자인 HA-UPy를 합성하고, 이를 기반으로 하이드로젤을 제조하여 자가 회복이 가능한 윤활제를 개발하였으며, 이의 물리화학적 특성, 유변학적 특성, 안정성, 생체친화성을 확인하였다. 본 연구는 생체 내 윤활액의 구성성분인 HA를 기반으로 하고 있고, 생체친화적인 특성과 자가 회복 특성을 갖기 때문에, 연골 뿐 아니라 구강, 안구 등 다양한 장기의 윤활제로 사용하기 적합하다.
□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 목표는 연골, 구강, 안구 등 다양한 장기에서 활용할 수 있는 생체친화적, 자가회복형 윤활제를 개발하기 위한 것으로, 1) 윤활제 골격을 위한 생체 친화적 고분자 합성 및 물리화학적 특성 분석, 2) 생체 윤활제의 제조 및 물리화학적, 유변학적, 생체친화적 특성 분석을 목표로 하고 있다.
생체 윤활제로 활용이 가능한 다양한 생체친화적 고분자를 스크리닝하였으며, 골관절염 환자의 연골액에서 HA의 구성성분이 감소하는 경향이 나타난다는 점을 고려하여 생체 내 윤활액의 구성 성분 중에 하나인 HA를 윤활제 골격으로 선정하였다. HA의 분자량이 크면, 점도가 높아 주입이 어렵고 주사기로 주입 전후의 탄성계수 변화가 크다는 점과 분자량이 작으면, 반복적인 주입이 필요하며 장기적으로 효과가 없는 점을 감안하여, 고분자의 분자량은 수백 kDa으로 하되, 물리적인 결합에 의해 자가회복이 가능할 수 있도록 UPy 작용기를 도입하였으며, 이를 이용하여 생체친화적 윤활제인 HA-UPy 하이드로젤을 개발하였다. 핵자기공명법과 푸리에 변환 적외선 분광기를 이용하여 UPy의 치환도를 확인하였으며, 유변학적 특성분석을 통해 젤화 농도 결정 및 탄성계수, 자가회복 특성을 확인하였다. 또한, HA-UPy의 용출액을 기반으로 세포 테스트를 진행한 결과 세포 독성이 없었으며, 동물에 주입하여 안전성과 안정성을 확인하였다. 즉, 본 연구에서의 최종 목표인 생체친화적, 자가회복형 윤활제 개발을 완료하였고, 세부 목표인 생체 윤활 고분자 합성 및 특성 분석과 생체 윤활제 제조 및 이의 특성 분석을 완료하였다.
□ 연구개발결과의 중요성
본 연구에서는 다목적으로 활용할 수 있는 생체 윤활제를 개발하였다. 본 윤활제는 생체 친화성과 자가 회복 능력을 갖기에 생체 내에서 윤활제로 사용하기에 적합하다. 이는 실제 환자들의 고통을 줄이고, 증상을 완화시켜 환자들의 삶의 질을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 의과학/의공학 분야에서도 폭 넓은 응용 가능성을 제시한다.
본 연구개발결과는 생체 모방 기술, 고분자 기술, 윤활제 기술 등 신기술이 융합된 혁신적인 기술로, 본 기술을 기반으로 다양한 의약품/의료기기가 개발 될 경우, 국내 의공학 및 바이오 벤처산업 성장에 기여할 것으로 사료되며, 국내 뿐 아니라 다국적 제약사와 공동 사업화가 가능할 것으로 사료된다. 특히, 수입에 의존하는 연골 윤활제 시장에서 수입 대체 및 수출을 기대하게 하며, 제품의 국산화를 통해 국내 소비자들은 저렴한 가격으로 제품을 구입할 수 있게 되고, 제품 생산, 연구 개발, 품질 관리 등의 인력의 보강으로 고용창출을 이끌어 낼 수 있으며, 지역사회 발전 및 국가 과학기술산업 경쟁력 향상에도 영향을 줄 수 있으리라 사료된다.
(출처 : 연구결과 요약문 2p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 연구결과 요약문 ... 2
- 목차 ... 3
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
- 1.1 연구개발의 배경 및 필요성 ... 4
- 1.2 연구 가설 ... 4
- 1.3 연구 최종목표 ... 5
- 1.4 연구내용 및 범위 ... 5
- 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
- 2.1 연구결과 요약 ... 6
- 2.2 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
- 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
- 3.1 연구결과의 의미 및 중요성 ... 13
- 3.2 연구개발결과의 중요성 ... 13
- 4. 참고문헌 ... 14
- 5. 연구성과 ... 15
- 대표적 연구실적 ... 17
- 끝페이지 ... 23
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