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Kafe 바로가기주관연구기관 | 에이티아이(주) |
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연구책임자 | 최병찬 |
참여연구자 | 전호정 , 주천기 , 이종헌 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2020-05 |
과제시작연도 | 2019 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO202200005539 |
과제고유번호 | 1415161896 |
사업명 | 나노융합산업핵심기술개발(R&D) |
DB 구축일자 | 2022-07-30 |
키워드 | 인공수정체.곡면미세가공.마이크로나노 패터닝.세포이동.후발백내장 .Intraocular Lens.Curved Surface Microfabrication.MicroNano Patterning.Cell Migration.After-Cataract. |
3. 개발결과 요약
최종목표
인공수정체 표면패터닝을 위한 곡면 마이크로나노 패터닝 공정기술 개발 및 세포증식억제 표면패턴을 적용한 후낭혼탁 방지기능성 인공수정체를 개발하고, 상용화를 위하여 임상시험 실시 계획 승인을 얻음
-곡면 나노패터닝 공정 : 곡률반경 10mm 미만, 최소 패턴 규격 (선폭/선간격 : 800nm)
-세포증식 억제 패턴 개발 : 세포 이동 억제율 40%
-소절개(MICS: Micro-Incisional Cataract Surgery) 타입
-후낭혼탁 발생정도 : 혼탁률/혼탁
3. 개발결과 요약
최종목표
인공수정체 표면패터닝을 위한 곡면 마이크로나노 패터닝 공정기술 개발 및 세포증식억제 표면패턴을 적용한 후낭혼탁 방지기능성 인공수정체를 개발하고, 상용화를 위하여 임상시험 실시 계획 승인을 얻음
-곡면 나노패터닝 공정 : 곡률반경 10mm 미만, 최소 패턴 규격 (선폭/선간격 : 800nm)
-세포증식 억제 패턴 개발 : 세포 이동 억제율 40%
-소절개(MICS: Micro-Incisional Cataract Surgery) 타입
-후낭혼탁 발생정도 : 혼탁률/혼탁도 40% 이상 개선
-전임상(비임상시험) 완료 및 임상시험 실시계획 승인 획득 1건 이상
개발내용 및 결과
ㅇ3차원 곡면 표면상에 마이크로나노 패턴을 적용할 수 있는 펨토초 레이저 기반의 다이렉트 패터닝 기술을 개발하였음.
ㅇ대상체의 3차원 위치 정보(설계 정보)를 기반으로 대상체의 높이정보에 따라 광학적으로 레이저의 가공 초점 위치를 제어함과 동시에 2개의 광학 미러의 각도제어에 의해 3차원 표면상에 균일한 미세 패턴을 빠르게 제작할 수 있음.
ㅇ이러한 기술을 기반으로 곡면 인공수정체 표면에 마이크로나노 패턴을 적용하여 세포실험을 한 결과, 수정체 상피세포의 이동, 증식을 효과적으로 억제되어 세포이동 억제율이 90%이상 얻어졌고, 가토 동물 모델의 실험으로는 후낭혼탁율 및 후낭혼탁도가 40%이상 감소되는 효과가 나타났음
ㅇ개발된 기술을 이용하여 생체이식 의료기기의 세포의 거동조절이 가능한 기능성 표면화 원천기술을 확보하였을 뿐만 아니라, 세계 최초로 40%이상 후발백내장 억제 효과 있는 기능성 인공수정체를 개발하였음
ㅇGLP 시험기관과 함께 전임상 시험 완료
ㅇ안전성·유효성 탐색 임상시험계획서의 식약처 및 IRB 승인 완료
기술개발 배경
의학기술의 발달로 노령화 시대를 맞이하여 60세 이상 노년인구가 해마다 약20만명(약5%)씩 증가하고 있으며, 노년인구가 증가함에 따라 대표적인 노인성 질환중의 하나인 백내장이 해마다 10% 이상 증가하는 추세임. 이러한 백내장 질환은 사람 눈에서 카메라 렌즈에 해당하는 수정체가 뿌옇게 혼탁해져 잘 볼 수 없게 되는 것으로 가장 큰 실명의 원인이 되며, 치료법으로는 혼탁해진 수정체를 제거하고 인공수정체를 삽입하는 방법이 가장 많이 사용되고 있음. 그러나 환자의 약 30% 정도가 백내장 수술 후에 남아있는 수정체 상피세포의 이동·증식이 원인이 되어 인공수정체가 혼탁해지는 후발백내장 질환이 발명하고 있으며, 이는 가장 중용한 시력저하의 원인이 되고 있음. 현재 레이저 수술을 통한 치료가 유일한 방법으로 후발성 백내장에 대한 예방적 치료 방법이 전무함.
핵심개발 기술의 의의
ㅇ바이오․의료 산업, 나노․신소재 산업, 반도체․디스플레이 산업 등의 다양한 응용분야에서 에서 사용되는 기존 마이크로 나노 패터닝 기술들은 2차원 표면에 국한된 것으로 전 세계 최초로 3차원 곡면 표면상에 마이크로/나노 패턴을 적용할 수 있는 펨토초 레이저 기반의 다이렉트 패터닝 공정 기술 및 장비를 개발하였음.
ㅇ마이크로나노 패턴이 세포에 미치는 영향에 관한 원천연구는 많이 수행되어왔지만, 3차원 구조의 의료기기에 정밀한 마이크로나노 패턴을 공정 및 장비 기술이 전무하여 실제 의료기기에 적용한 사례가 없었으나, 개발된 기술을 이용하여 생체이식 의료기기의 세포 거동조절이 가능한 기능성 표면화 원천기술 확보하였을 뿐만 아니라 곡면 인공수정체 표면에 마이크로나노 패턴을 적용하여 세계 최초로 40%이상 후발백내장 억제 효과가 있는 기능성 인공수정체를 개발하여 후발성 백내장을 예방할 수 있을 것으로 기대함.
적용 분야
인공수정체 뿐만 아니라 다양한 임플란트의 면역반응제어, 세포분화/증식 제어를 위한 생체적합 표면개질에도 활용이 가능하며, 복잡다양한 형상의 지능형 생체이식기기 기술개발 및 시장 활성화에 크게 기여할 것으로 사료되며, 반도체, 디스플레이, 전기전자, 중공업 분야의 3차원 패터닝 및 3차원 형상 가공 기술 등에 확대 적용이 가능할 것으로 기대함
(출처 : 초록 4p)
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