초록 ▼

연구개요
1. 소형동물용 집속 초음파 시스템 구축 및 뇌혈관장벽 개방 유효조건 확립
-소형 저에너지 초음파 시스템와 소형동물을 정위고정을 위한 체결 구조물 구축
-하이드로폰(hydrophone)을 이용한 트랜스듀서의 성능 평가
-저에너지 초음파 조사 조건에 따른 뇌혈관장벽 투과도 유효성 검증
2. 약물 크기에 따른 최적화된 뇌혈관장벽 개방을 위한 조건 도출
-트랜스듀서의 주파주 조건 변화에 따른 확인
-초음파 강도, 시간, 반복 주파수 변화에 따른 뇌혈관 장벽 개방 확인
-소형동물용 뇌자기

연구개요
1. 소형동물용 집속 초음파 시스템 구축 및 뇌혈관장벽 개방 유효조건 확립
-소형 저에너지 초음파 시스템와 소형동물을 정위고정을 위한 체결 구조물 구축
-하이드로폰(hydrophone)을 이용한 트랜스듀서의 성능 평가
-저에너지 초음파 조사 조건에 따른 뇌혈관장벽 투과도 유효성 검증
2. 약물 크기에 따른 최적화된 뇌혈관장벽 개방을 위한 조건 도출
-트랜스듀서의 주파주 조건 변화에 따른 확인
-초음파 강도, 시간, 반복 주파수 변화에 따른 뇌혈관 장벽 개방 확인
-소형동물용 뇌자기공명영상 및 조직적 확인을 통한 뇌혈관장벽 투과도 모니터링
3. 초음파 조사의 안전성 확립 및 동물질병모델 적용 가능성 확인
-초음파 조사 후 뇌혈관 및 뇌조직의 변화 측정
-안전성 확보 가능한 조사 조건 검증 및 유효성과의 관계 확립
-뇌질환 소형동물 모델에서 저에너지 집속초음파 치료 적용 가능성 확인

연구 목표대비 연구결과
○ 1차년도
정확한 초음파 조사를 위한 소동물에 3D Position system이 가능한 집속초음파 시스템을 안정적으로 구축하였고, 그 시스템을 소동물에 적용하여 뇌혈관장벽 투과도 유효조건을 확립하였을 뿐만 아니라 하이드로폰(hydrophone)을 이용하여 트랜스듀서의 성능평가와 calibration(초점 크기 및 거리에 따른 강도)을 완수함.

○ 2차년도
트랜스듀서의 주파주 조건 변화에 따른 양상을 관찰하였고, 초음파 조사의 조건인 강도, 시간, 반복 주파수 변화와 마이크로 버블 형태나 농도(Sonovue & Definity)에 따른 에너지 효율 비교를 검증하였음. 또한 약물 크기별(Evans blue: 960Da, Light green: 790Da)을 동일한 초음파 에너지로 조사 후 비교 실험을 완수함.

○ 3차년도
초음파 조사 후 H&E staining을 통해 뇌혈관과 뇌조직의 변화를 측정하여 안전성 평가를 완료하였고, 소동물용 뇌자기공명영상 및 조직적 확인을 통한 실시간 뇌혈관장벽 투과도 모니터링을 통해 안전한 초음파 파라미터에서의 뇌혈관장벽 개방의 유효성을 확인하였음. 또한 192 IgG-SAP을 이용한 치매모방 동물모델에 적용하여 뇌질환 소형동물 모델에서 저에너지 집속초음파 치료 적용 가능성 확인을 완료함.

연구개발결과의 중요성
○ 집속초음파를 이용한 뇌질환 치료 연구 분야의 가이드라인 제시
본 연구수행을 통해 초음파의 다양한 파라미터(Amplitude, Frequency, Burst, PRF, Microbubble, injection type, Duration)별 조사 후 뇌혈관장벽 투과도와 조직 손상도를 비교한 결과와 약물 크기별 대뇌 투과도 비교 결과를 제시함으로써 향후 뇌질환 치료 연구에 사용될 수 있는 초음파 연구의 교과서적 가이드라인을 제시하였고 이는 초음파를 이용한 대뇌 내 다양한 질병 및 약물 치료 적용의 가능성을 한 단계 증진시킨 획기적인 결과라 사료됨.
○ 국내 집속초음파 연구 분야의 활성화
국내에선 다소 결핍되어있던 집속초음파의 대뇌 적용 연구 분야에 활성화를 유도했으며 국내 다수의 기초 및 임상학회에서의 활발한 발표를 통해 다양한 분야의 연구진들의 관심을 이끌어 내었음. 이는 학문적인 발전 이외에도 의용공학계 및 의료계의 발전에도 많은 기여를 할 수 있는 중요한 결과로 사료됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 가. 연구의 필요성 ... 3
• 나. 연구가설 및 최종목표 ... 4
• 다. 연구범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 12
• 5. 연구성과 ... 13
• 대표적 연구실적 ... 19
• 끝페이지 ... 34