초록 ▼

□연구개요
노령인구에게 많이 발생하는 견딜 수 없는 척추관련 통증을 일으키는 척추관 협착증의 발생기전인 황색인대 비후에 관한 연구로써, 현재까지 황색인대 비후가 반복적인 요추운동후에 발생하는 신생혈관 형성과 연관되었다고 알려져 있으나, 정확한 기전연구는 전무한 상태임. 특히 생체의 퇴행성 변화를 재현할 수 있는 세포기반 장치는 현재까지 개발된 례가 없어, 본 연구를 통하여, 퇴행성 변화를 재현할 수 있는 세포기반 기계적 부하 장치를 개발하고자 하였으며, 이를 통하여, 황색인대 비후와 관련된 염증 및 신생혈관 관련 인자를 찾고자

□연구개요
노령인구에게 많이 발생하는 견딜 수 없는 척추관련 통증을 일으키는 척추관 협착증의 발생기전인 황색인대 비후에 관한 연구로써, 현재까지 황색인대 비후가 반복적인 요추운동후에 발생하는 신생혈관 형성과 연관되었다고 알려져 있으나, 정확한 기전연구는 전무한 상태임. 특히 생체의 퇴행성 변화를 재현할 수 있는 세포기반 장치는 현재까지 개발된 례가 없어, 본 연구를 통하여, 퇴행성 변화를 재현할 수 있는 세포기반 기계적 부하 장치를 개발하고자 하였으며, 이를 통하여, 황색인대 비후와 관련된 염증 및 신생혈관 관련 인자를 찾고자 하였음. 또한 어느정도의 부하가 세포의 자생에 도움이 되는지도 분석하고자 하였음.

□연구 목표대비 연구결과
● 인체의 반복적인 척추운동시 발생하는 황색인대의 전후 좌우 비틀림 신축 상황을 in vivo 상황에서 구현하기 위하여, 기계적 부하를 줄 수 있는 3차원적 multi torsional compressure를 이용한 세포기반 장치를 1차연도에 개발하고자 하였으며, 반복적인 in vitro 실험을 통하여, 안정적으로 세포에 기계적 부하를 줄 수 있는 장치를 개발하였으며, 발병 특허 등록까지 마무리하였음.
● 2차연도에서는 세포기반 기계적부하 장치가 특정한 세기 및 시간에서 황색인대의 비후를 호전시킨다면, 대식세포를 이용한 nemotic 황색인대세포를 제작하여 실험을 하고자 하였으나, 황색인대에 기계적 부하를 주는 경우 황색인대세포의 퇴행 및 혈관생성 관련 인자 등을 증가시키는 것이 확인되어, 대식세포를 이용한 실험의 필요성은 없어졌으며, 실제로 황색인대를 plating하여 기계적 신전자극을 준 결과 신생혈과형성과 관련된 VEGF 및 퇴행관련인자 MMPs 그리고 염증관련인자 증가 등이 24시간 5 % 자극만으로도 유도 되었으며. 48시간이상 및 15 %의 신전세기에서는 세포괴사가 유도되어 실제적인 인체내 반응을 유도하는데는 적절하지 않은 것을 확인하였음.
● 3차연도 에서는 지방줄기세포 배양액하에 2차연도의 결과를 토대로 24시간동안 5%의 신전을 황색인대 세포에 적용시켰으며, 그결과 지방줄기세포는 황색인대의 IL-6 및 VEGF를 의미있게 감소시켰으며, MMPs의 분비 또한 저하시켜, 황색인대 비후 및 퇴행을 충분히 억제할수 있는 것을 확인하였음.

□연구개발결과의 중요성
● 이번 연구를 통하여, 황색인대 비후를 유도할 수 있는 세포기반 기계부하 장치를 발병 특허등록하였으며, 이 기기를 이용하여 향후 세포신전과 연관된 추간판의 퇴행 및 관절의 퇴행 등 다양한 실험에 이용할 수 있을 것으로 기대됨. 특히 이번 연구를 통하여 노령인구에 많은 척추관 협착증의 주된 기전인 황색인대 비후에 관련된 인자를 분석하였으며, 특히 지방줄기세포가 비후 및 퇴행에 연관된 인자들을 억제하는 효능이 있다는 것을 증명하였음.
● 동물 실험에만 국한되었던 퇴행성 질환의 기전 연구에서 세포기반의 기계적 부하의 가능성을 확인하였으며, 근본적인 치료방법 해결책으로 인체에서 얻기쉬운 지방 줄기 세포를 제시할 수 있는 근거를 마련하였음.
●이번 연구는 생물학과 전자, 기계 공학의 융합으로 이전의 단일분야 연구가 가지는 한계점을 극복하고, 이전에 연구되지 못한 미지 분야 개척에 시발점이 될 것으로 기대되며, 이러한 창조적 연구를 통해 퇴행성 질환과 같은 다빈도 질환분야의 비침습적 치료법의 가능성을 제시하였음.

(출처 : 요 약 문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 본 연구개발의 필요성 ... 4
• 나. 최종목표 및 연구 범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 1차연도 연구수행 내용 및 연구결과 ... 5
• 나. 2차연도 연구수행 내용 및 연구결과 ... 8
• 나. 3차 및 4차연도 연구수행 및 연구결과 ... 11
• 다. 최종 결과 ... 15
• 라. 가시적 연구성과의 미흡에 대한 의견 ... 15
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 가. 연구의 창의성 ... 16
• 나. 연구의 도전성 ... 16
• 다. 연구의 활용방안 ... 16
• 라. 예상되는 연구 성과 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 19
• 끝페이지 ... 19