초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구의 목표는 암 질병의 조기 진단 및 효과적인 치료를 위한 초분극 기술 기반의 다목적 테라그노시스 영상 프로브를 개발하는 것임. 암세포의 실시간 대사과정 변화를 분자수준에서 관찰 할 수 있는 다양한 대사산물 기반의 자기공명영상 프로브를 개발함으로서 암 질병의 질적 진단의 가능성을 제시함. 또한 암세포와의 선택적 결합, 약물 전달 기능을 가지는 생체 친화적인 실리콘 나노입자, 카본 스피어, 실리콘/카본 복합체를 개발하여 암 진단과 치료의 새로운 패러다임을 제시할 수 있는 차세대 자기공명영상 테라그노시스

연구의 목적 및 내용
본 연구의 목표는 암 질병의 조기 진단 및 효과적인 치료를 위한 초분극 기술 기반의 다목적 테라그노시스 영상 프로브를 개발하는 것임. 암세포의 실시간 대사과정 변화를 분자수준에서 관찰 할 수 있는 다양한 대사산물 기반의 자기공명영상 프로브를 개발함으로서 암 질병의 질적 진단의 가능성을 제시함. 또한 암세포와의 선택적 결합, 약물 전달 기능을 가지는 생체 친화적인 실리콘 나노입자, 카본 스피어, 실리콘/카본 복합체를 개발하여 암 진단과 치료의 새로운 패러다임을 제시할 수 있는 차세대 자기공명영상 테라그노시스 시스템을 확립할 것임.
1. 1차년도 연구내용
(1) Step 1: 실시간 대사과정 분석을 위한 대사영상 프로브 발굴 및 합성
(2) Step 2: 바이오 리엑터를 이용한 암세포 모델의 실시간 대사과정 연구
2. 2차년도 연구내용
(1) Step 1: 실리콘, 카본 나노 스피어, 실리콘/카본 복합체 프로브 합성
(2) Step 2: 29Si 및 13C 동위원소 치환
(3) Step 3: 나노입자의 표면 분석 및 물성 평가
3. 3차년도 연구내용
(1) Step 1: In Vivo 연구를 위한 10 nm 이하의 실리콘 나노입자 합성법 연구
(2) Step 2: 다양한 Tumor bearing 동물모델의 실시간 분자영상 및 치료 연구

연구개발성과
- 자기공명영상 기반의 새로운 테라그노시스 시스템 기술 확보
- 국내외 우수 논문 발표, 석사/박사 인력 양성 및 특허 출원/등록
- 질병 진단/치료 기술 생산업체로의 기술 이전 및 사업화 추진

연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
- 차세대 암 조기진단 분자영상법의 원천기술을 확립하고 국내 연구진에 의한 국산 기술 상용화 및 세계시장에서의 시장선점 효과 기대
- 다기능 영상 프로브 개발에 따른 내수시장 확대, 전문 인력 양성, 및 일자리 창출 효과 기대
- 혁신적 진단치료 테라그노시스 기술을 도입함으로서 글로벌 경쟁력 확보가 가능한 미래의학의 새로운 장을열 것으로 판단
- 다양한 단백질, 펩타이드, 항체 등을 나노입자 표면에 기능화 시킬 시 환자 맞춤형 약물 전달체로도 활용이 가능할 것임

(출처 : 요약문 12p)

Abstract ▼

Purpose&Contents
The goal of this study is to develop a multi-purpose theragnosis imaging probe based on hyper-polar technology for early diagnosis and effective treatment of cancer diseases. By developing magnetic resonance imaging probes based on various metabolic products that can observe chan

Purpose&Contents
The goal of this study is to develop a multi-purpose theragnosis imaging probe based on hyper-polar technology for early diagnosis and effective treatment of cancer diseases. By developing magnetic resonance imaging probes based on various metabolic products that can observe changes in the real-time metabolic process of cancer cells at the molecular level, it presents the possibility of qualitative diagnosis of cancer diseases. We will also develop biocompatible silicon nanoparticles, carbon-sphere and silicon/carbon compounds with selective binding and drug delivery capabilities to establish a next-generation magnetic resonance imaging theragnosis system that can present a new paradigm for cancer diagnosis and treatment.
1. The contents of the first year's research
(1) Step 1: Discovering and synthesizing metabolic probes for real-time metabolic process analysis
(2) Step 2: A Study on the Real-Time Metabolic Process of Cancer Cell Models Using Bioreactor
2. 2nd year of research
(1) Step 1: Silicone, Carbon Nano Sphere, Silicon/Cabon Complex Probe Synthesis
(2) Step 2: 29Si and 13C isotopic substitution
(3) Step 3: Analyze the surface of nanoparticles and evaluate their properties.
3. The details of the third year's research
(1) Step 1: A study on the synthesis of silicon nanoparticles less than 10 nm for In Vivo research
(2) Step 2: Real-time molecular imaging and treatment study of various Tumor bearing animal models

Results
- Securing new theragnosis system technology based on MRI
- Publication of outstanding papers (SCI(E)), training of master/doctoral students, and patent applications/registration
- Transfer of technology to manufacturers of disease diagnosis and treatment technologies and push for commercialization

Expected Contribution
- Establishment of original technology for next-generation cancer early diagnosis molecular imaging, commercialization of domestic technology by domestic researchers, and expectation of market dominance effect in the global market
- Expect to expand the domestic market, train professionals, and create jobs by developing multi-functional image probes.
- Innovative diagnostic therapy theragnosis technology will open a new chapter in futuristic medicine that can secure global competitiveness
- When various proteins, peptides, and antibodies are functionalized on the surface of nanoparticles, it can be used as patient-tailored drug carriers

(source : SUMMARY 13p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 보고서요약 ... 2
• 제출문 ... 10
• 보고서 요약서 ... 11
• 국문 요약문 ... 12
• SUMMARY ... 13
• 목차 ... 14
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 16
• 1절. 연구개발 목적 ... 16
• 2절. 연구개발의 필요성 ... 16
• 3절. 연구개발 범위 ... 18
• 제2장. 국내외 기술개발 현황 ... 19
• 1절. 초분극 기술 기반의 대사영상 및 분자영상 현황 ... 19
• 2절. 테라그노시스 기술의 국내외 현황 ... 20
• 제3장. 연구수행 내용 및 결과 ... 21
• 1절. 실시간 대사과정 분석을 위한 대사영상 프로브 발굴 및 합성 ... 21
• 2절. 테라그노시스 영상프로브 합성을 위한 실리카 나노입자 합성 ... 29
• 3절. 실리콘, 카본나노입자, 실리콘/금 복합체 프로브 합성 ... 30
• 4절. 실리콘 나노입자의 29Si 동위원소 치환 ... 40
• 5절. 효과적인 In Vivo 연구를 위한 10 nm 이하의 실리콘 나노입자 프로브 합성 ... 43
• 6절. 영상 프로브의 표면 기능화 및 동물모델의 분자영상 및 치료 연구 ... 45
• 제4장. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 48
• 제5장. 연구결과의 활용계획 ... 50
• 1절. 연구결과의 활용계획 ... 50
• 제6장. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 51
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 51
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 51
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행 실적 ... 52
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 53
• 제11장. 기타사항 ... 53
• 제12장. 참고문헌 ... 54
• 끝페이지 ... 56