초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
○ 외상성 뇌손상과 뇌졸중 환자에게 생명 구조를 위한 두개골 절제술 후 수개월 이후에 시행하는 두개골 성형술은 뇌 보호, 미용, 뇌혈류의 개선을 위한 가장 중요한 수술임.
○ 두개골 결손에 대해 보다 효과적이고 감염의 위험이 적은 생체적합형 두개골 개발을 위하여 기존의 3D 프린팅 기술에 더해, 하이드로겔과 중간엽 줄기세포를 이용하여 두개골을 생성, 개인별 춤치료를 함으로써 안전성과 효율성을 제고시키고자 함.
○ 3D 바이오프린팅을 이용한 생체적합형 두개골은 감염의 위험이 적을 뿐만 아니라,

□ 연구의 목적 및 내용
○ 외상성 뇌손상과 뇌졸중 환자에게 생명 구조를 위한 두개골 절제술 후 수개월 이후에 시행하는 두개골 성형술은 뇌 보호, 미용, 뇌혈류의 개선을 위한 가장 중요한 수술임.
○ 두개골 결손에 대해 보다 효과적이고 감염의 위험이 적은 생체적합형 두개골 개발을 위하여 기존의 3D 프린팅 기술에 더해, 하이드로겔과 중간엽 줄기세포를 이용하여 두개골을 생성, 개인별 춤치료를 함으로써 안전성과 효율성을 제고시키고자 함.
○ 3D 바이오프린팅을 이용한 생체적합형 두개골은 감염의 위험이 적을 뿐만 아니라, 골 대체제로서의 반영구성과 자가골과 유사한 강도를 구현해 낼 수 있음.
○ 궁극적으로는 환자의 안전성을 확보하고, 치료 효과를 높임으로써 두개골 결손으로 고통받고 있는 환자의 삶의 질을 높이는 것이 개발목표임.

□ 연구개발성과
○ 기존의 두개골 성형술은 환자의 자가 두개골 및 메틸메타크릴레이트(본 시멘트)를 이용하였으나 수술 후 감염 및 미용적인 부분이 문제점이었고, 최근의 3D printing을 이용한 금속대체재는 수술시간을 단축시키고 감염을 줄이는 효과가 있었음.
○ 3D 바이오프린팅을 이용한 생체적합형 두개골은 본래 자연뼈의 조성과 미세 구조 및 기계적 특성, 생체적합성을 확보할 수 있음.
○ 본 연구는 생체적합형 두개골을 안정적으로 생산할 수 있는 바이오프린터의 개발과 두개골 대체 재료로서 생체적합성과 자연뼈 유사성을 구현할 수 있는 바이오잉크, 그리고 세라믹 분말과 하이드로겔을 활용하여 뼈와 유사한 강도를 유지할 수 있는 스캐폴드를 제작하여 실제 수술에 사용하고자 하였음.
○ 1차년도에는 천연고분자 기반 3D 프린팅용 바이오잉크를 개발하였으며, 실험 결과를 바탕으로 천연고분자 기반 바이오잉크 개발과 생체적합형 두개골 모델 관련 논문을 등재하였음.
○ 앞서 개발된 하이드로젤을 내부의 다공성 구조에 유입하여 하이드로젤 융복합 3D 지지체를 제작하였음.
○ 2차년도에는 3D 프린팅 PCL 지지체 제작 및 하이드로젤과의 융복합, 동물 실험을 통한 하이드로젤 융복합 3D 지지체의 유효성 평가를 진행하여 골밀도율 및 신생골 재생률을 확인하였음.

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
○ 두개골 결손 환자의 개별 맞춤화 치료
두개골 결손이나 두개골 성형술후 부작용이 있는 환자에게 감염을 방지하고 원래 형상으로의 복구를 안정적으로 시행하는데 활용되어 안전하고 효과적인 치료를 시행할 수 있을 것으로 기대함.
○ 3D 바이오 프린팅의 임상적 활용 기술의 원천 기술 확보
현재 3D 프린팅 기술의 증가에 비해 세포를 활용한 의료 목적 기술의 활용은 별로 없는 실정임. 두개골 성형술이 반드시 필요한 두개골 결손환자를 대상으로 3D 바이오 프린팅의 임상적 활용은 그 원천 기술을 확보할 수 있는 좋은 기회가 될 것으로 기대함.
○ 후속 연구를 통하여 두개골 결손 뿐만 아니라, 뇌질환 환자의 수술이나 퇴행성 뇌질환 등의 타과 연구 진행 가능할 것임.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 8
• 2-1. 연구수행내용 및 성과 ... 8
• 2-2. 대표적 성과 ... 15
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 16
• 3-1. 목표 ... 16
• 3-2. 목표 달성여부 ... 17
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 18
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 18
• 붙임. 참고문헌 ... 19
• 끝페이지 ... 20