초록 ▼

○ 연구목표
□ 본 연구의 목표는 임상 적용이 가능한 검증된 생체고분자 및 하이드로젤과, 점막, 연골 조직 재생이 가능한 세포를 3D 바이오 프린팅 기술로 기능성 환자 맞춤형 3D 바이오프린팅 기관(trachea)을 개발하고 이를 이용하여 기관 재생 극대화 및 실용화를 하는 것임.
(1) 3D 바이오프린팅 기술을 이용하여 환자 맞춤형 3D 바이오프린팅 기관(trachea)을 개발하기 위해, 기관의 구성요소인 호흡 점막 및 연골 조직을 재생할 수 있는 세포의 확보를 위한 플랫폼을 구축함.
(2) 이와 동시에, 3D 바

○ 연구목표
□ 본 연구의 목표는 임상 적용이 가능한 검증된 생체고분자 및 하이드로젤과, 점막, 연골 조직 재생이 가능한 세포를 3D 바이오 프린팅 기술로 기능성 환자 맞춤형 3D 바이오프린팅 기관(trachea)을 개발하고 이를 이용하여 기관 재생 극대화 및 실용화를 하는 것임.
(1) 3D 바이오프린팅 기술을 이용하여 환자 맞춤형 3D 바이오프린팅 기관(trachea)을 개발하기 위해, 기관의 구성요소인 호흡 점막 및 연골 조직을 재생할 수 있는 세포의 확보를 위한 플랫폼을 구축함.
(2) 이와 동시에, 3D 바이오프린팅 기술로 세포를 직접 프린팅함으로써 기능성 환자 맞춤형 3D 바이오프린팅 기관(trachea) 제작 관련 실용화 기술을 정립함.
(3) 기능성 환자 맞춤형 3D 바이오프린팅 기관(trachea)의 임상 적용 가능성 검증 및 임상 연구 진입을 위한 후보 제품의 개념을 정립함.

○ 연구내용
□ 점막/연골 조직 재생을 위한 세포의 확보 기술 개발
(1) 점막 조직 재생을 위한 hTMSCs(human nasal turbinate derived mesenchymal stem cells, 사람 코 하비갑개 유래 중간엽 줄기세포) 분리 및 분화 기술 개발
(2) 연골 조직 재생을 위한 hNSCs(human nasal septal chondrocytes, 코중격 연골세포) 대량 증식과 기능 유지 기술 개발
(3) GMP 시설을 사용한 고품질의 hTMSC/hNSCs 세포 확보 및 품질관리

□ 3D 바이오프린팅 기술을 이용한 환자 맞춤형 바이오프린팅 기관(trachea)의 개발
(1) 바이오프린팅 기술을 활용한 실제 기관(trachea)와 유사한 기계적 특성을 가지는 3차원 바이오프 린팅 기관(trachea) 가공 기술 개발
(2) 바이오프린팅 기관(trachea)의 기관 재생 극대화를 위한 바이오리액터 시스템 개발 및 공정 조건 확립
(3) 기관(trachea) 조직 재생을 극대화 할 수 있는 기능성 맞춤형 바이오프린팅 기관의 구조 최적화
(4) 기관(trachea) 결손 부위 기능성 맞춤형 바이오프린팅 기관의 가공 자동화 플랫폼 구축

□ 임상 적용을 위한 환자 맞춤형 바이오프린팅 기관(trachea)의 전임상 시험 및 실용화 인프라 구축
(1) 맞춤형 바이오프린팅 기관(trachea)의 전임상 평가를 위한 동물 모델 확립
(2) 기능성 맞춤형 바이오프린팅 기관(trachea)의 생체 안정성 평가
(3) 점막/연골 조직 재생을 위한 기능성 맞춤형 바이오프린팅 기관(trachea)의 전임상 평가
(4) 기능성 맞춤형 바이오프린팅 기관(trachea)의 실용화를 위한 인프라 구축

○ 연구개발에 따른 기대성과
□ 기관(trachea) 결손 환자들을 위한 맞춤형 의료 제품 제시
□ 바이오프린팅 기술의 실용화 모델 제시
□ 기관(trachea) 재생을 통한 보건 산업 분야의 새로운 사업 모델 제시

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

○ Purpose
□ The goal of this suggested research is to develop a functional patient-specific 3D bioprinted trachea using clinically applicable qualified polymer with hydrogel and the cells capable of mucosa and cartilage regeneration, as well as maximization and commercialization of trachea regene

○ Purpose
□ The goal of this suggested research is to develop a functional patient-specific 3D bioprinted trachea using clinically applicable qualified polymer with hydrogel and the cells capable of mucosa and cartilage regeneration, as well as maximization and commercialization of trachea regeneration using this material.
(1) For develop a functional patient-specific 3D bioprinted trachea using the 3D bioprinting technique, construct platform for secure the cells capable to regenerate the trachea elements such as respiratory mucosa and cartilage tissue.
(2) At the same time, set up a functional patient-specific 3D bioprinted trachea product related practical application technique using direct printing the cells with 3D bioprinting technique.
(3) Establish the candidate product concept for clinically application chance verification and clinical trials study.

○ Contents
□ Technique development for secure the cells for mucosa/cartilage tissue regeneration.
(1) Technique development of hTMSCs (human nasal turbinate derived mesenchymal stem cells) separation and differentiation for mucosal tissue regeneration.
(2) Development of hNSCs (human nasal septal chondrocytes) mass propagation and maintenance of function technique for cartilage tissue regeneration.
(3) Securement of the high quality hTMSC/hNSCs cells and quality control using GMP facility.
□ Development of the patient-specific 3D bioprinted trachea using 3D bioprinting technique.
(1) Development of the three-dimensional bioprinted trachea processing technique similar mechanical property to real trachea using the 3D bioprinting technique.
(2) Development of a bioreactor and establishment a process condition for maximize the bioprinted trachea regeneration.
(3) Structural optimization of functional patient-specific bioprinted trachea capable of tracheal tissue regeneration.
(4) Construct automatize manufacture platform of functional patient-specific bioprinted trachea in the tracheal defect lesion.
□ Construct infrastructure for preclinical test and clinical application of functional patient-specific bioprinted trachea.
(1) Establishment of animal model for preclinical test of patient-specific bioprinted trachea.
(2) Invivo stability assessment of functional patient-specific bioprinted trachea.
(3) Preclinical test of functional patient-specific bioprinted trachea for mucosa and cartilage tissue regeneration.
(4) Construct infrastructure for clinically application of functional patient-specific bioprinted trachea.

○ Development Results
□ Patient-specific medical product suggestion for trachea defect patients.
□ Propose a clinical application model of bioprinting technique.
□ Present a new business model in the health industry field using the tracheal regeneration.

○ Expected Contribution
□ It is possible to develop a convergence and integration research with practical use of the bioprinting foundation technique and the regeneration medicine through a successful preclinical test patient-specific 3D bioprinted trachea.
□ It is possible to acquire a high value industrial property right, early realize a creative high quality technology, and create a new industry field.

(source : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 6.1 총괄연구개발과제의 연구성과 실적 및 향후 계획 ... 6
• 6.2 연구성과 유형별 세부 내역 ... 7
• 7. 참여연구원 현황표 ... 13
• 목차 ... 14
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 15
• 1-1. 연구개발 목적 ... 15
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 15
• 1-3. 연구개발 범위 ... 16
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 17
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 22
• 3-1. 연구개발 추진 전략 및 추진일정 ... 22
• 3-2. 추진 체계 ... 25
• 3-3. 각 세부 연구개발 수행내용 및 연구결과 ... 26
• 3-4. 연구수행 내용 및 결과 ... 29
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 143
• 4-1. 목표달성도 ... 143
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 145
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 148
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 153
• 7. 연구개발성과의 보안등급 ... 155
• 8. 국가과학기술종합정보시스에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 155
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 156
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 158
• 11. 기타사항 ... 158
• 12. 참고문헌 ... 159
• 끝페이지 ... 160