초록 ▼

제1장 다부처공동 R&D 추진 필요성
제1절 사업 추진 배경
□ 전 세계적으로 증가하고 있는 당뇨병(당뇨 합병증 포함)은 난치병의 하나로 여겨지며, 사회적 문제를 야기하고 있으며, 새로운 과학 기술적 접근을 요구하고 있음
□ 현재 당뇨병 관련 시장이 성장하고 있으나. 관련 기술은 대부분 해외 수입이며 또한 경쟁이 심하므로, 새로운 기술로 새로운 시장(blue ocean)을 개척하여 신 성장 동력을 창출이 요구되고 있음
□ 새로운 광기반 광전자 기술을 활용하여 기존 기술의 한계 극복(고감도 조기 진단, 고분해는

제1장 다부처공동 R&D 추진 필요성
제1절 사업 추진 배경
□ 전 세계적으로 증가하고 있는 당뇨병(당뇨 합병증 포함)은 난치병의 하나로 여겨지며, 사회적 문제를 야기하고 있으며, 새로운 과학 기술적 접근을 요구하고 있음
□ 현재 당뇨병 관련 시장이 성장하고 있으나. 관련 기술은 대부분 해외 수입이며 또한 경쟁이 심하므로, 새로운 기술로 새로운 시장(blue ocean)을 개척하여 신 성장 동력을 창출이 요구되고 있음
□ 새로운 광기반 광전자 기술을 활용하여 기존 기술의 한계 극복(고감도 조기 진단, 고분해는 혈관 진단, 고정확 지속적 혈당 측정 및 조절의 유기적 결합.신 개념 치료 나노 소재 기발) 하는 것이 시대적 요구라 판단됨

제2절 관련 정책 및 인프라 현황
□ (정책 현황) 복지부의 당뇨병 관리 체계 구축과 과기부 및 복지부의 글로벌 의료기기 시장 경쟁력 확보에 대한 정책적 수요가 있음
❍ (복지부) 인구고령화, 식습관 변화 등에 기인한 당뇨병에 관한 전주기적 관리체계 구축에 관한 정책 수요 확인(제5차 국민건강증진종합계획, 복지부)
❍ (과기부&복지부) 글로벌 의료기기 시장에서의 경쟁력 확보 및 글로벌 최초 기술 개발을 통한 글로벌 시장진출 지원에 관한 정책적 수요 확인
- 글로벌 최초 기술 개발을 위하여 정밀의료, 의료기기 등 유망 융합연구 촉진에 관한 계획을 수립 (제3차 생명공학육성기본계획, 과기부)
- 국산 의료기기 테스트 및 성능 개선을 통한 신뢰성 확보와 의료인 교육훈련 지원을 통한 국산 의료기기 경쟁력 제고를 위한 계획을 수립 (제2차 보건의료기술육성기본계획, 복지부)

□ (산업 현황) 현재 당뇨병 치료 및 관리 시장이 확장하고 있음
❍ 당뇨병 관련 산업은 당뇨병 치료제, 관리 시장 등을 중심으로 지속적으로 성장할 전망
- (당뇨병 치료제 시장) 2016년 대비 2021년 7.55% 증가(699억 9,000만 달러) 전망 (TechNavio, 2017년 전망)
- (당뇨병 관리기기 시장) 2016년 대비 2022년 12.55% 증가(1,616억 9,000만 달러) 전망(Frost & Sullivan, 2017년 전망)

□ 연구개발 현황
❍ 당뇨 관련 정부 연구개발 투자는 2012년 이후 증가/하락을 반복하지만, 성장하는 추세를 확인할 수 있음
❍ 당뇨가 의료분야임에도 불구하고 ‘바이오의료기술개발’ 사업 외에는 의료에 초점을 맞춘 사업은 없는 것으로 나타남
❍ 연구개발을 통한 특허(출원/ 등록) 성과는 연구개발 투자 대비 증가하는 추세는 나타나지 않으며 , 대부분 국내 출원 특허로 나타남

□ (기술수준 현황) 지금까지 연구 개발 투자 현황을 고려할 때, 당뇨 분야에서의 글로벌 경쟁력 확보에는 한계가 있을 것으로 판단됨
❍ 당뇨 관련 기술 수준 및 격차는 상대적으로 저조한 수준이며, 특히 당뇨 예방기술 관련 기술수준이 가장 저조한 것으로 나타남
❍ 논문 건수, 특허 건수 및 인용 건수는의 높은 성장률을 기록하였음에도 불구하고 비교국 대비 절대적 비중이 낮아 향후 지속적인 개선 노력 필요한 것으로 나타남
❍ 당뇨병의 최고기술 보유국 대비 기술 수준은 72.2%, 기술 격차는 3.8년임

□ SWOT 분석

제3절 다부처 공동 R&D 추진 타당성
□ 기존 당뇨 관리기기 한계점 극복 위한 신기술 기반 경쟁력 확보 필요
❍ 현재 당뇨병 시장은 성숙된 분야로써, 앞으로는 기존 기술의 한계(예, 인슐린 기반 치료, 침습형 혈당측정 등) 극복을 위한 신기술 도입으로 새로운 분야 창출(blue ocean) 및 활성화가 필요하다고 판단됨
□ 광기반 광전자 기술은 기존 기술 한계를 돌파할 가능성을 갖고 있음
❍ 광을 활용한 비접촉식 진단과 치료 등의 연구 분야는 미국, 유럽 및 선진국을 중심으로 적극적으로 연구되고 있으며, 이를 통해 개발된 성과로 사업화 및 새로운 시장 창출이 기대되고 있음
□ 당뇨 분야에서의 신기술에 대한 정부 투자가 미미함
❍ 당뇨 분야 연구개발 투자는 기존 기술의 개선에 중점을 둠으로써, 광기술과 같은 신기술에 대한 투자는 저조한 상황
❍ 즉, 향후 차세대 당뇨 관련 기술경쟁력을 높이기 위해서는 국가 차원에서의 기초원천 기술 개발에 관한 선제적 투자가 필요한 상황이라 할 수 있음
□ 광기반 광전가 당뇨병 기술은 기초 기술, 소재 개발부터 상용화까지 연구개발이 요구되는 분야로써 과기부, 복지부 공동 연구개발이 필요
❍ 광 기반 당뇨 관리기기 분야는 원천기술 개발부터 실제 현장적용을 위한 임상 및 상용화 연구가 모두 필요한 분야로써, 특정 부처 단독으로 수행하기에는 한계를 갖고 있음
❍ 글로벌 최초 광기반 의료기기용 소재 및 원천기술은 과기부 중심으로 추진하고 전주기 당뇨병 관리체계 구축을 위한 임상 및 상용화는 복지부 중심으로 다부처 공동 연구개발 추진이 필요

제2장 사업목표 및 내용
제1절 사업 목표
□ 기존 기술의 한계점 및 대안 광기반 광전자 기술 발굴
□ 현재 기술의 한계 극복 및 달성하고자 하는 수준
❍ 광을 이용하여 약물을 투여할 수 있으므로 주사기 필요없음
❍ 광전자를 이용하여 신경을 자극하여 인슐린을 분비하므로, 약물 투여에 의한 인슐린 저저항성을 획기적으로 낮출 수 있음
❍ 광기반 광전자를 활용한 치료용 나노소재 (당뇨 안질환, 혈관 치료)를 잘 활용하면 메스 없이 치료 가능함
❍ 개발된 AI 기법을 이용하여 수집된 고급 정보를 분석함으로 진단, 관리,치료를 아우르는 통합 시스템이 구축될 수 있음

□ 전체 사업구조 개요
❍ 광기반 광전자 기술 활용 차세대 당뇨병 관련 원천기술 개발을 목표로 당뇨병 관리기기 전 분야를 포괄할 수 있도록 진단/모니터링 분야와 관리/치료 분야로 구분하여 세부과제 추진.
❍ 기존 기술의 한계점을 신 광기반 광전자 기술을 활용하여 효과적으로 극복 가능한 주제를 세부 연구개발 분야로 선발하여 연구개발 사업을 기획

□ 분야 간, 세부 과제 간 상호 유기적 관계
❍ “머신러닝 광기반 고감도 당뇨병 바이오마커 진단 기술개발 ” 에서는 다양한 바이오 마커의 고유 고분해능 분광데이터를 수집 하여 데이터 베이스화 하고, AI 기법을 도입하여 다양한 물질이 있을 때, 특정 바이오마커를 규명할 수 있도록 하려고 함.
❍ 이러한 개발된 AI 기법을 활용하여 혈당 측정 데이터, 광음향 영상 데이터, 분광데이터 및 그 외 다른 인체 상태 정보를 입력하며 당뇨 또는 당뇨 합병증을 예측하고, 치료를 위한 조치를 할 수 있음
❍ 진단, 관리, 치료를 아우르는 통합 시스템이 구축될 수 있음
❍ “스마트 콘택트렌즈 나노촉매 혈당측정 시스템”과 “당뇨 안질환 치료나노 소재” - 스마트 콘택트렌즈 시스템에 기반하여 활용될 수 있어 상호 유기적으로 연결되어 연구가 진행될 수 있음
❍ “당뇨병 진단소재 및 신생혈관 생성 광음향 치료 소재 개발”과 “당뇨병 광음향 영상 시스템 개발” - 광음향 효과를 배가시키는 소재가 개발하여 광음향 영상의 개선을 꾀함. 또한 치료제를 담지하여 치료 효과를 광음향 영상으로 측정할 수 있음
❍ 소재가 활용 기기와 연동되어 개발되므로 활용 극대화가 기대됨
❍ “당뇨병 진단소재 및 신생혈관 생성 광음향 치료 소재 개발” 과 “ 당뇨 안질환 나노 소재 개발”을 셍체적합 나노 소재 개발 관련 연구이므로, 상호의 기술이 유기적을 공유될 수 있음

제2절 성과목표 및 지표
□ 사업 목적 및 목표
❍ (사업 목적) 현재 당뇨 관리 기술의 한계점 돌파가 가능한 광기술 기반 광전자 신기술 개발을 통해 첨단 의료 시장을 선도하고 당뇨 질환의 확산 저지를 위한 전주기 핵심 기술 개발 및 국가 질환 대응 체계의 고도화
❍ (사업 목표) 당뇨병 전주기 진단, 관리. 치료의 기술 확보 및 실용화
제3절 사업 내용

제3장 사업 추진 방법
제1절 사업 추진 전략
유사 연구개발 사업과의 차별성
□ 동 사업과 유사사업으로 ‘범부처 전주기 의료기기 연구개발사업’ 검토
□ 사업 목적은 유사하지만 신기술 기반의 연구개발 및 실용화를 수행한다는 차원에서 차별성을 갖고 있음 동일한 내용으로 진행되는 과제는 없는 것으로 파악됨

제2절 사업 추진 체계
□ 동 사업의 특성을 고려하여 1개 사업단, 8개 연구단으로 구성하여 사업을 추진하고자 함
□ 사업을 수행하는 사업단/연구단 외에도 외부 사업관련 기관과 긴밀한 협력체계를 구축·운영하고자 함

제3절 사업 및 성과관리 방안
3.1 사업 관리 방안
□ 사업단 중심의 사업 모니터링 체계 구축을 통한 사업 성공률 향상
□ 교류회를 통해 성과물 연계활용 및 위험요인 대응 체계 구축
3.2 과제 관리 방안
□ (주기적 세부추진계획 수립) 환경변화 고려한 구체적 과제수행 계획 변경 및 현행화 실시
□ (진도 관리) 세부추진계획을 기준으로 진도관리체계 구축 및 운영
□ (연차/단계 평가) 사업단 중심으로 연구개발 전문기관 연차/단계평가 체계에 따라 연차/단계평가 실시
3.3 성과 관리 방안
□ 과제별 설정된 핵심성과지표에 따른 목표 달성도 관리를 통해 성과 창출 유도
□ 사업초기 과제별 구체적 성능 중심의 핵심성과지표(예, 정확도 70% 향상)를 설정한 후 설정된 핵심성과지표 고려한 성과목표 관리
□ 설정된 핵심성과지표들은 주기적 진도관리, 연차/단계 평가 시 점검하여 사업목적을 성공적으로 달성할 수 있도록 관리하고자 함

제4절 사업 기간 및 소요 예산
앞 쪽에 있는 그림 “사업 추진 로드맵” 참고

제4장 성과 활용방안 및 기대효과
제1절 사업 성과 활용방안
□ 세부과제가 모두 임상을 염두에 두고 개발을 진행하므로, 과제 수행 결과로 얻어지는 효능 및 안전성 평가 결과를 바탕으로 사업화를 단계적 추진
□ ㈜인터로조, 로슈, 써모피셔, 삼성전자 의료기기 사업부 등 의료기기 전문 업체와 기술이전 및 사업화 협력을 통하여 글로벌 시장 진출 모색
□ 스탠포드 안과연구소, 하버드 메디컬스쿨, 서울대 병원, 서울 성모 병원, 서울 세브란스 병원 과 협력하여 국내 및 글로벌 시장 진출 모색
□ 개발된 원천 기술은 다른 분야에도 적용될 수 있으므로, 연구개발 성과의 확대 적용: 적응증 확대: 다양한 웨어러블 디바이스 개발. 진단에서부터 질병 모니터링까지 가능한 시스템을 확립

제2절 기대효과
□ 현대 사회에서 지속적으로 확대되고 있고, 암과 더불어 난치병으로 분류되는 당뇨병에 대해서 전주기적 관리체계 구축을 위한 기술적 기반을 제공할 것으로 기대되어 국가 차원에서 정책적 수요를 충족시키고, 이로 인해 사회적 비용 감소에 기여할 것임
□ 당뇨 관련 기술은 해외 선진국들이 독점하고 있는 현 상황에서, 차세대 당뇨병 신기술을 확보함으로써 글로벌 의료 시장에서의 경쟁력 강화가 기대됨. 이는 당뇨 분야 국내 의료 산업 경쟁력 향상에 기여할 것임
□ 연구개발 과정에서 확보한 기술은 당뇨병 외의 다른 분야 응용을 통해 광기술 확산에 기여할 것으로 기대

(출처 : 요약본 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 본 ... 5
• 목차 ... 17
• 표목차 ... 19
• 그림목차 ... 21
• 제1장 다부처공동 R&D 추진 필요성 ... 23
• 제1절 사업 추진 배경 ... 25
• 1.1 현황 ... 25
• 1.2 요약 ... 29
• 제2절 관련 정책 및 인프라 현황 ... 30
• 2.1 정책 현황 ... 30
• 2.2 산업 현황 ... 36
• 2.3 연구개발 현황 ... 43
• 2.4 결론 ... 57
• 제3절 다부처 공동 R&D 추진 타당성 ... 60
• 3.1 환경·현황 핵심 요약 ... 60
• 3.2 추진 필요성 ... 61
• 제2장 사업목표 및 내용 ... 63
• 제1절 사업 목표 ... 65
• 1.1 전체 사업 목표 설정 ... 65
• 1.2 전체 사업 구조 ... 66
• 제2절 성과목표 및 지표 ... 74
• 2.1 사업 비전 및 목표 ... 74
• 2.2 세부 과제별 목표 및 지표 ... 75
• 제3절 사업 내용 ... 97
• 3.1 스마트 콘택트렌즈 광기반 혈당 측정 시스템 개발 ... 97
• 3.2 스마트 콘택트렌즈 나노 촉매 혈당측정 시스템 개발 ... 110
• 3.3 머신러닝 광기반 고감도 당뇨병 바이오 마커 진단 기술 개발 ... 115
• 3.4 당뇨병 광음향 영상 시스템 개발 및 안전성 평가 ... 131
• 3.5 광전자 신경자극 기반 당뇨 혈당조절 시스템 ... 140
• 3.6 광기반 당뇨 혈당조절 약물전달 시스템 개발 ... 147
• 3.7 당뇨병 진단 소재 및 신생혈관 생성 광음향 치료 시스템 개발 ... 154
• 3.8 당뇨 안질환 치료 나노 소재 개발 ... 162
• 제3장 사업 추진 방법 ... 171
• 제1절 사업 추진 전략 ... 173
• 1.1 법·제도적 위험요인 및 대응방안 ... 173
• 1.2 유사 연구개발 사업·과제와의 차별화 및 연계방안 ... 177
• 제2절 사업 추진 체계 ... 187
• 제3절 사업 및 성과관리 방안 ... 191
• 3.1 사업 관리 방안 ... 191
• 3.2 과제 관리 방안 ... 192
• 3.3 성과 관리 방안 ... 193
• 제4절 사업 기간 및 소요예산 ... 194
• 4.1 사업 추진 계획 ... 194
• 4.2 세부 과제별 예산 계획 ... 195
• 제4장 성과 활용방안 및 기대효과 ... 214
• 제1절 사업 성과 활용방안 ... 216
• 1.1 전체 요약 ... 216
• 1.2 스마트 콘택트렌즈 광기반 혈당 측정 시스템 개발 ... 216
• 1.3 스마트 콘택트렌즈 나노 촉매 혈당측정 시스템 개발 ... 217
• 1.4 머신 러닝 광기반 고감도 당뇨병 바이오마커 진단 기술 개발 ... 217
• 1.5 당뇨병 광음향 영상 시스템 개발 및 안전성 평가 ... 218
• 1.6 광전자 신경자극 기반 당뇨 혈당조절 시스템 ... 218
• 1.7 광기반 당뇨 혈당조절 약물전달 시스템 개발 ... 219
• 1.8 당뇨병 진단 소재 및 신생혈관 생성 광음향 치료 시스템 개발 ... 219
• 1.9 당뇨 안질환 치료 나노 소재 개발 ... 219
• 제2절 기대효과 ... 221
• 2.1 요약 ... 221
• 2.2 국가정책적 기대효과 ... 221
• 2.3 산업경제적 기대효과 ... 222
• 2.4 과학기술적 기대효과 ... 223
• 끝페이지 ... 224