초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
○ 감염 창상의 모니터링을 위한 pH 응용 바이오센서 개발
○ 바이오 센서를 초저전력 무선통신 기술로 감지 및 송수신하는 기술 개발
○ 감염 창상의 모니터링을 위한 pH 반응형 이종 전극 설계 및 개발
○ 감염 창상의 모니터링을 위한 pH 전달용 아날로그 회로 설계
○ Smart dressing에 적용 가능한 전극 시트 개발
○ 안정적인 성능을 위한 Feedback 회로 구현 및 성능 고도화
○ 감염 창상 pH 모니터링을 위한 Smart dressing 특성 평가

□ 연구의 목적 및 내용
○ 감염 창상의 모니터링을 위한 pH 응용 바이오센서 개발
○ 바이오 센서를 초저전력 무선통신 기술로 감지 및 송수신하는 기술 개발
○ 감염 창상의 모니터링을 위한 pH 반응형 이종 전극 설계 및 개발
○ 감염 창상의 모니터링을 위한 pH 전달용 아날로그 회로 설계
○ Smart dressing에 적용 가능한 전극 시트 개발
○ 안정적인 성능을 위한 Feedback 회로 구현 및 성능 고도화
○ 감염 창상 pH 모니터링을 위한 Smart dressing 특성 평가
○ 감염 창상의 모니터링을 위한 무선통신 회로 설계
○ 헬스케어 플랫폼 지원을 위한 측정데이터 베이스화
○ pH 바이오센서의 성능에 영향을 주지 않는 드레싱재 개발
○ 창상부위에서의 염증발생 징후인 pH변화를 감지할 수 있는 biosensor기술을 융·복합하여 효율적 환자 관리
○ 환자의 의료비 부담 및 국민 건강보험공단의 예산 낭비를 줄일 수 있는 드레싱재 개발.
○ 창상부위 삼출물의 pH변화 징후를 감지하고 관련 정보를 담당인력에게 제공함으로써 드레싱 교체 시점을 감지하여, 2차 감염으로 인한 환자의 증세가 악화되는 것을 방지하는 드레싱 기술을 개발.
○ 드레싱재 (폴리우레탄 폼 재질) 내부에 pH변화를 감지할 수 있는 바이오센서가 내재되어 있고, 바이오센서에서 검출한 의료정보를 무선으로 전송할 수 있는 무선통신 기능이 첨부되어 있는 드레싱 기술을 개발.
○ Biosensor 및 무선통신 기능에 영향을 주지 않고 드레싱재를 멸균할 수 있는 멸균방식을(r-ray, EO gas) 개발.
○ In vivo를 통해 병원 현장에 적합한 기술을 개발.

□ 연구개발성과
○ 필름위에 Au박막을 도포하여 유연한 pH 센서 전극을 제조하고, 고체전해질을 개발하였음.
○ pH 아나로그 신호를 전압으로 변환하는 회로를 설계하고 PCB를 제작하여 pH측정 평가를 수행하였음.
○ Au/Cr 이종 전극 조립기술을 개발하고, 드레싱 패치와 융합테스트를 수행하였음.
○ 온도에 따른 pH값을 보정하는 Feedback 회로를 설계하고 구현하여 적용하였음.
○ 전해질 도포막을 최적화하여, 유연성과 안정성을 향상시킴.
○ 이종전극 제조장치를 개발하여 센서 제작에 적용하였음.
○ 휴대과 무선으로 전력수신 및 데이터송신 시스템을 제작하고 평가함.
○ 데이터베이스 구축을 위한 전용 PC를 설치하고, 실험데이터를 축적함.
○ 폴리우레탄 폼 드레싱재의 850% 삼출물 흡수력 확보 함. (BS EN 13726-1 section 3.2 Free-swell absorptive capacity 준용)
○ 폴리우레탄 폼 드레싱재의 0.310g/cm2의 삼출물 보유도 확보 함. (BS EN 13726-1 section 3.2 Free-swell absorptive capacity 준용)
○ 폴리우레탄 폼 드레싱재의 7sec의 삼출물 흡수속도 확보 함. (자사규격)
○ pH센서가 적용된 폼드레싱재 개발
○ 폴리우레탄 폼 드레싱재의 피부자극성 평가를 통한 안정성 확인.
○ 바이오센서의 세포독성 평가를 통하여 세포독성 2등급 확인 (ISO 10993-5)
○ 바이오센서가 적용된 폼드레싱재의 피부자극성 평가를 통한 안정성 확보함.
○ 바이오센서가 적용된 폼드레싱재의 세포독성 2등급 확보함.
○ 감염 및 화상, 창상 전임상 동물모델을 개발하고 바이오센서가 포함된 헬스케어용 스마트패치를 임상동물 모델을 평가함.
○ 3차년도 정량 목표치를 모두 초과 달성함.

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
○ 창상부위에서의 염증발생 징후인 pH 변화를 감지할 수 있는 biosensor 기술과 무선통신 기술을 융복합하여 패치의 상태 및 교체 주기를 효율적으로 예측할 수 있고, 창상패치의 남용을 막음으로써 치료에 효과적임.
○ 무선통신 기능의 부가가치가 높은 제품을 개발하여 국가경쟁력을 향상시킴.
○ 국내시장뿐만 아니라 유럽, 미주 시장은 전통적으로 습윤드레싱재 시장이 보편화 되어 있으며, 최근 동남아 시장과 중동시장도 습윤 드레싱으로 빠르게 전환.
○ 최근 삶의 질 향상으로 노령화인구가 증가되고 환자의 효율적인 관리를 위한 새로운 기술이 융합된 첨단 의료 소재 산업에 대한 필요성 증대
○ 피부에 손상이 생길 경우 그 부위 삼출물의 PH에 변화(감염 유무)가 일어남. 이 변화를 알 수 있다면 드레싱의 적절한 교체 시기와 상처의 2차 감염(습윤환경의 경우 세균이 잘 증식할 수 있는 환경과 비슷함)을 예방 할 수 있음.
○ 일선 병원의 경우 레지던트 1명당 하루에 12시간을 (1일 2회 36명의 환자를 드레싱 기준, 10분/명) 드레싱 하는데 소요하고 있으며, 드레싱 교체시기를 지나치거나 건너뛰는 경우가 자주 발생하여, 환자의 불만이 매우 심한 상태임 → 기술 개발 완료시 효율적 인력관리 및 드레싱 교체에 따른 환자의 불만이 해소되는 효과가 있음
○ 한국의 무선통신분야는 국가 성장 동력산업의 하나로 집중 육성하고 있으며, 매년 큰 폭을 성장하고 있는 추세임 → 국내의 관련기술 수준은 매우 높으며, 무선통신과 다양한 Biochip이 결합된 관련 기술의 수요가 폭발적으로 증가되어 파급효과는 매우 클 것으로 예상됨

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 가. 연구개발의 개요 ... 6
• 가. 국내·외 연구동향 ... 6
• 다. 연구개발의 필요성 및 중요성 ... 9
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 10
• 가. 1차년도 연구수행 결과 ... 10
• 나. 2차년도 연구수행 결과 ... 24
• 다. 3차년도 연구수행 결과 ... 57
• 3. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 86
• 가. 기대효과 ... 86
• 나. 향후 활용 방향 ... 86
• 붙임. 참고문헌 ... 86
• 끝페이지 ... 87