초록 ▼

□ 연구내용
○ 고분자 기저막 구조 제작을 위한 금형성형기술 개발
- 기저막 구조 성형을 위한 마스터 몰드 제작
- 선택적 투과성의 기저막 구조 성형 공정 개발
- 3차원 형상의 기저막 구조 성형 공정 개발
○ 플라즈마 활용 대면적 고분자 기저막 기공 미세가공기술
- 고분자 기저막 기공 미세가공용 플라즈마 공정기술 개발
- 플라즈마 처리된 고분자 기저막의 성분 분석 및 세포배양 테스트
○ 다층 3차원 기저막 구조 기반의 바이오칩 제작기술 개발
- 기저막 구조가 결합된 웰인서트형 진단칩

□ 연구내용
○ 고분자 기저막 구조 제작을 위한 금형성형기술 개발
- 기저막 구조 성형을 위한 마스터 몰드 제작
- 선택적 투과성의 기저막 구조 성형 공정 개발
- 3차원 형상의 기저막 구조 성형 공정 개발
○ 플라즈마 활용 대면적 고분자 기저막 기공 미세가공기술
- 고분자 기저막 기공 미세가공용 플라즈마 공정기술 개발
- 플라즈마 처리된 고분자 기저막의 성분 분석 및 세포배양 테스트
○ 다층 3차원 기저막 구조 기반의 바이오칩 제작기술 개발
- 기저막 구조가 결합된 웰인서트형 진단칩 제작
- 기저막 구조 기반 웰인서트형 진단칩을 이용한 유동테스트

□ 연구개발 성과
○ 정성적 성과
■ 고분자 기저막 구조 제작을 위한 금형성형기술 개발
(1) 기저막 구조 성형을 위한 마스터 몰드 제작
- “옵셋 몰드”: 12개
- “패턴간격 몰드”: 패턴간격 종류 4가지(1:3, 1:5, 1:7, 1:9), 패턴 크기는 모두 동일함(폭 100㎛, 높이 150㎛, 길이 5mm)
- “R몰드”: 패턴종류 7가지
- “드로잉 금형”: 사각형상(가로 10 mm × 세로 10 mm), 최대 성형가능높이: 10mm
(2) 마이크로~마크로 형상 고분자 기저막 성형공정 확립
- (두께 50㎛ 필름 적용)사각형상 마이크로 채널(W=200㎛, 종횡비 1:1, L=50mm) 성형 시 1차년도 보다 종횡비 향상된 성형조건 도출: Tg+20 ℃, 최대하중 50kgf => 1차년도 대비 종횡비 PET 10%, PS 24% 증대
- (두께 25㎛ 필름 적용)사각형상 마이크로 채널(W=100㎛, 종횡비 1:1.5, L=5mm) 성형조건 확립: Tg ℃, 최대하중 100kgf
- 필름 종류 별 상온에서의 사각 대면적(10 ㎜ × 10 ㎜) 최대 성형가능높이 확인: 1.55㎜
■ 플라즈마 활용 대면적 고분자 기저막 기공 미세가공기술 개발
(1) 플라즈마 최적 식각조건 확립: 10 mm Torr, 250 sccm, 600W, 30초 => 직경 0.45㎛에서 0.5㎛ 이상으로 확장됨
(2) 고분자기저막(플라즈마 처리 후) E-beam 멸균수행: 25 kgy 이하 (※세포 독성평가 확인)
■ Two-layer 고분자 기저막 제작
(1) 마이크로 패턴 고분자 기저막 고분자 기저막 간 열접착 수행
(2) 플레이트 결합형 마이크로 채널 성형 및 액체유동 확인
(3) 마이크로 패턴을 포함한 two-layer 고분자 기저막 구조에 대한 분자확산 가능 확인
○ 질적성과
○ 기술스펙 달성 성과

□ 기술적 우수성
○ [핵심 요소기술 1]고분자 기저막 구조 제작을 위한 금형성형기술
- 핫프레싱 기반 기저막 구조 금형성형 시스템 구축 및 제어 기술
- 선택적 투과성의 기저막을 이용한 미세 구조체 성형
- 구면, 자유곡면, 임의형상 등 3차원 형상의 기저막 구조 성형
- 미세구조를 가지는 기저막들을 적층하여 다층의 기저막 구조 성형
○ [핵심 요소기술 2]플라즈마 활용 대면적 고분자 기저막 미세가공기술
- 고분자소재의 기저막 식각 가능한 플라즈마 처리 시스템
- 다공성 고분자 기저막 제조 및 기저막 두께 제어가능한 플라즈마 기반 미세가공기술 개발
○ [핵심 요소기술 3]다층 3차원 기저막 구조 기반의 바이오칩 제작기술
- 선택적 투과성의 다층 3차원 기저막 구조가 결합된 웰인서트형 바이오칩 제작 기술
개발(단순 기공막을 가진 기존 제품 대비 인체모사성 우수)
- 개발된 웰인서트형 바이오칩의 물질투과, 세포생존율 성능평가

□ 성과활용 계획
○ [기술적] “공정기술 개발 측면”에 있어서 단가/절차/효율성이 증대된 공정기술을 확보하고 이를 국산화함으로써 플라스틱 금형성형 기업에 보급가능, 이를 토대로 미래 플라스틱 바이오부품 시장 및 바이오메디컬 시장 요구에 선도적으로 대응
○ [산업적] “신제품 개발 측면”은 플라스틱 금형성형 제조 산업의 경쟁력 강화, 국내 바이오메디컬, 신약 및 화장품 개발 산업의 발전에도 지대한 영향력 발휘
○ [경제적] 본 연구를 통해 개발되는 제품 및 공정 기술이 적용되는 생체모사칩 시장은 2015년 31.5백만불(350억원)에서 2020년에는 453백만불 (5,000억원)으로 시장 규모가 빠른 속도로 증가할 것으로 예측
○ [핵심 요소기술]별 우수논문, 우수특허, 기술이전 달성을 위한 테마 후보 선정

(출처 : 기관주요사업 연구 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기관주요사업 연구보고서 ... 3
• 기관주요사업 연구 요약서 ... 4
• 목차 ... 7
• 제 1 장 개 요 ... 8
• 제 1 절 연구개발 목표 ... 8
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 9
• 제 3 절 당해연도 연구개발 범위 ... 10
• 제 2 장 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 제 1 절 연구개발 추진 체계 ... 11
• 제 2 절 당해연도 연구개발 결과 ... 13
• 제 3 절 당해연도 연구개발 결과 ... 27
• 제 3 장 연구성과 활용 시나리오 ... 30
• 제 1 절 연구성과 활용 시나리오 ... 30
• 제 4 장 차년도 사업추진계획 ... 33
• 제 1 절 차년도 사업추진 내용 ... 33
• 제 2 절 차년도 사업추진 일정 ... 35
• 제 3 절 차년도 세부 성능지표(Spec) ... 36
• 제 5 장 참고문헌 ... 38
• 끝페이지 ... 41