초록 ▼

연구의 목적 및 내용
예비연구에서 bisphosphonate(BP)와 BMP-2 혼합 이식 시 BMP2의 서방형 방출유도 현상과 골형성 증가가 나타났으나, BP 의 골흡수 억제 기능에도 불구하고 고농도의 BMP2의 초기 파골세포 활성화 억제 효과가 나타나지 않음. 본 연구개발에서는 BP와 BMP-2 동시 적용에 있어서 BP의 종류 및 농도에 따른 BMP 방출효과, 초기 골흡수 억제 효과, 골재생능 효과 등 종합적 분석을 통한 적절한 BP를 선별하며, 폴리머와 합성골 지체에 따른 효과 분석도 수행함. BP의 효능을 상승시키기 위

연구의 목적 및 내용
예비연구에서 bisphosphonate(BP)와 BMP-2 혼합 이식 시 BMP2의 서방형 방출유도 현상과 골형성 증가가 나타났으나, BP 의 골흡수 억제 기능에도 불구하고 고농도의 BMP2의 초기 파골세포 활성화 억제 효과가 나타나지 않음. 본 연구개발에서는 BP와 BMP-2 동시 적용에 있어서 BP의 종류 및 농도에 따른 BMP 방출효과, 초기 골흡수 억제 효과, 골재생능 효과 등 종합적 분석을 통한 적절한 BP를 선별하며, 폴리머와 합성골 지체에 따른 효과 분석도 수행함. BP의 효능을 상승시키기 위해 NFAT 억제제의 혼합사용에 의한 파골세포 억제효과와 이를 통한 신생골 형성 촉진효과와 기전을 연구하고자 함. 최종적으로 악골 결손 모델에 국소적 적용을 하여 최적 조건(농도, 지지체 조건, 혼합비율 등)의 새로운 골형성 촉진제를 개발하고 하며, 이는 골형성 유도인자 의 실용화 확대 및 난치성 골질환 치료제로써 개발시키고자하며, 과제 기대성과로 치료제의 실용화 기대성과가 창출될 수 있는 기반연구임.

연구개발성과
(1) 고농도 BMP-2의 효율을 증진 시킬 수 있는 비스포스포네이트(BP) 계열의 약물을 스크리닝 하여, 파골세포 억제 및 골 재생능에 효과적인 BP 계열 약물을 선별하였고, BP 와 콜라젠을 혼합한 신생 폴리머 타입 지지체를 개발하여 생체기전 및 골재생 효능을 확립하여 특허 등록을 완료함.
(2) BP 혼합 지지체는 성장인자의 서방형 방출효과를 나타내며, 골조직 적합성과 아울러 성장인자의 지속적, 국소적 전달 효능을 나타내므로, 골결손 및 염증성 골질환에서의 효과적인 골 재생을 이룰 수 있는 원천 기술로 제품개발 활용도가 높음.
(3) 고농도 BMP-2와 파골억제 기전을 조절하는 펩타이드 NFAT 억제제의 농도에 따른 골 재생/골흡수의 생체 반응을 분석하여 골재생에 효과적인 NFAT 억제제의의 농도를 제시, 새로운 지지체 첨가 물질로의 가능성을 제시함.
(4) BP는 기존 골다공증 치료제로 주사 또는 경구투여를 통한 효율적인 약효를 나타내지만, 지지체 성분으로 국소적으로 활용을 통하여 개발될 수 있는 가능성을 확립한 본 과제의 연구 결과를 통해 다양한 골질환 치료제로써의 시장성 전망이 밝음.

연구개발성과의 활용계획(기대효과)
(1) 활용 계획
- 새로운 개념의 골이식재 개발
- 악골 및 치조골의 국소적 골증대술, 골절치료, 골신장술의 조기 골형성에 활용
- 원인불명성 턱관절흡수에 흡수억제제 또는 골재생 물질로 활용
- 척추 및 사지등의 정형외과적 골결손부와 골절치료에 활용
- 불량골질에서 치과 및 정형외과의 임플란트의 골유합 향상과 조기부하가 가능하게 함
(2) 기대효과
- BMP 용량의 감소로 BMP로 인한 골흡수, 부종, seroma등의 합병증을 감소시켜 골재생 치료 성공률의 증가와 치료후 불편감 감소
- 조기 골형성과 양질의 골재생으로 치료비 감소 및 조기 사회복귀로 생산성 증가
- 새로운 골이식재의 개발과 상품화로 국익 창출
- BMP와 타 물질의 혼합 사용을 위한 기반 연구

(출처 : 요약문 13p)

Abstract ▼

Purpose&Contents
Preliminary study showed that combined treatment of BMP-2 and bisphosphonate(BP) induced sustained release of BMP-2 and enhanced bone formation, while it failed to suppress early resorption by BMP-2 despite anti-resorptive effect of BP. Thus, this study investigates optimal condi

Purpose&Contents
Preliminary study showed that combined treatment of BMP-2 and bisphosphonate(BP) induced sustained release of BMP-2 and enhanced bone formation, while it failed to suppress early resorption by BMP-2 despite anti-resorptive effect of BP. Thus, this study investigates optimal conditions in the co-treatment of BMP-2 and BP by modulating BMP release pattern and early resorption, dependently of types and concentrations of BP as well as scaffold types, finally targeting a selection of suitable BP. To have synergy effect with BP, this study investigated the effect and molecular mechanism of combination with NFAT inhibitor (NFATi) which is expected to induce anti-resorption and increase in bone formation. Finally, this study aims to develop a new bone-forming agent through animal experiment using alveolar defce model under optimal conditions controlled by concentration, scaffolds, mixing ratio of components. Final product would be used as a treatment for incurable bone disease and expand the practical use. This basic research can be commercialized and look forward to the therapeutic agent being created.

Results
(1) Bisphosphonate (BP) capable of enhancing the efficiency of high dose BMP-2 were screened to select effective BP for osteoclast inhibition and bone regeneration. A new polymer type mixed with BP and collagen developed in this study was established for its cellular mechanism and bone regeneration effect, and was registered in domestic patent.
(2) BP mixed collagen scaffold shows a sustained-release effect of growth factors and exhibits a sustained and local delivery effect of growth factors in addition to bone compatibility. Therefore, this new scaffold suggest a source technique capable of achieving effective bone regeneration in bone defects and inflammatory bone diseases, and highlights product development utilization.
(3) The concentration of NFAT inhibitor (NFATi)i effective for bone regeneration was presented by analyzing the biological response of bone regeneration / bone resorption according to the investigation determining the concentration of NFATi that regulates high-density BMP-2 and osteoclast suppression mechanism, suggesting possibility of new support material.
(4) BP is a therapeutic agent for osteoporosis by injection or oral administration. However, the results of this study, which confirmed the possibility of being developed through local application as scaffold component. Therefore BP mixed scaffold has a bright prospect for marketability as a treatment for various bone diseases.

Expected Contribution
- Development of new bone graft material and its commercialization
- Application to bone regeneration in dental and orthopedic field
- Enhanced bone quality and early loading
- Prevention of reduction of complications from BMP application
- Early recovery and reduction in medical cost.

(source : SUMMARY 14p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 보고서요약 ... 2
• 제 출 문 ... 11
• 보고서 요약서 ... 12
• 국문 요약문 ... 13
• SUMMARY ... 14
• 목차 ... 15
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 17
• 1-1. 연구개발 목적 ... 17
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 17
• 1-3. 연구개발 범위 ... 18
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 19
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 25
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 68
• 4-1. 목표달성도 ... 68
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 68
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 69
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 69
• 7. 연구개발성과의 보안등급 ... 69
• 8. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 69
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 70
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 70
• 11. 기타사항 ... 70
• 12. 참고문헌 ... 71
• 끝페이지 ... 72