초록 ▼

연구의 목적 및 내용
뛰어난 생체적합성 및 조골세포 활성화 기능을 갖는 나노다이아몬드의 표면에 골다공증 치료제인 비스포스포네이트(Bisphosphonate)를 표면개질하여, 골조직 특이성 비스포스포네이트-나노다이아몬드 복합나노전달체를 개발하며, 세포 및 동물 실험을 통하여, 능동적으로 골밀도를 향상시킬 수 있는 차세대 약물전달시스템의 이론적 아이디어를 증명하고, 최종적으로 골다공증 치료제로서의 임상 적용 가능성 확보를 목표로 함.
- 고순도·고분산성 나노다이아몬드 제조 및 생체적합성/생체안정성 확보
- 세포·동물 실

연구의 목적 및 내용
뛰어난 생체적합성 및 조골세포 활성화 기능을 갖는 나노다이아몬드의 표면에 골다공증 치료제인 비스포스포네이트(Bisphosphonate)를 표면개질하여, 골조직 특이성 비스포스포네이트-나노다이아몬드 복합나노전달체를 개발하며, 세포 및 동물 실험을 통하여, 능동적으로 골밀도를 향상시킬 수 있는 차세대 약물전달시스템의 이론적 아이디어를 증명하고, 최종적으로 골다공증 치료제로서의 임상 적용 가능성 확보를 목표로 함.
- 고순도·고분산성 나노다이아몬드 제조 및 생체적합성/생체안정성 확보
- 세포·동물 실험을 통한 비스포스포네이트-나노다이아몬드의 골전달/골형성 효율 최적화 및 골형성 기작 연구
- 골다공증 동물 모델에서의 비스포스포네이트-나노다이아몬드의 골밀도 향상 성능 평가 및 개선

연구개발성과
- 고순도·고분산 나노다이아몬드 입자 제조 완료
- pH에 따른 나노다이아몬드 안정성 확인
- 4종 세포군에 대한 세포 무독성 확인
- 약 50 nm의 안정적인 Alen-ND 븍합체 제조 및 특성 분석 완료
- Alen-ND 나노 복합체의 무독성 확인
- 세포 독성을 최소화할 수 있는 농도 선정
- Alen의 독성 최소화 및 농도 최적화
- Alen-ND 나노복합체의 골세포로의 특이 섭취
- 세포 성장 촉진 및 미네랄 분비 확인
- 골조직으로의 특이 전달능 확보
- Alen-ND 나노복합체의 조골세포 활성 기능 확인
- 동물실험을 통한 Alen-ND 나노복합체의 골밀도 증가 확인

연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
- 본 과제에서의 최종 목표는 골다공증 치료를 위한 비스포스포네이트-나노다이아몬드의 임상 적용 가능성을 확보하는 것임. 본 연구 결과를 이용하여 특허화를 진행하였으며, 향후 제약회사와 함께 전임상 및 임상실험을 통해서 골다공증 치료제로서의 개발을 진행해 나갈 것임.
- 이아몬드에 대한 골밀도 증가를 동물실험을 통하여 확인하였음. 알렌드로네이트-나노다이아몬드를 이용한 약물전달체뿐만아니라, 알렌드로네이트-나노다이아몬드를 함유한 골재생용 스캐폴드를 제조하여, 서방성 방출 효과에 의한 골재생 효과에 대한 연구를 계획 중임.

(출처 : 요약문 12p)

Abstract ▼

Purpose&Contents
Bisphosphonate, an osteoporosis therapeutic agent, is surface-modified on the surface of nanodiamonds with excellent biocompatibility and osteoblast activation. It aims to prove the theoretical idea of the next generation drug delivery system to improve the quality of the drug, t

Purpose&Contents
Bisphosphonate, an osteoporosis therapeutic agent, is surface-modified on the surface of nanodiamonds with excellent biocompatibility and osteoblast activation. It aims to prove the theoretical idea of the next generation drug delivery system to improve the quality of the drug, to identify its mechanism, and finally to secure clinical applicability as a therapeutic agent for osteoporosis.
-Manufacturing high purity and high dispersibility nanodiamond and securing biocompatibility/biostability
-Optimization of bone delivery/bone formation efficiency and bone formation mechanism of bisphosphonate-nanodiamond through cell and animal experiments
-Evaluation and improvement of bone mineral density performance of bisphosphonate-nanodiamonds in animal models of osteoporosis

Results
-Preparation of about 47.5 nm nanodiamond particles having long-term stability to prepare high purity and high dispersion nanodiamonds.
-Nanodiamond stability according to pH
-Confirmation of cell nontoxicity for 4 cell populations
-Completed preparation and characterization of stable Alen-ND nanocomposite of about 50 nm, confirmed non-toxicity of Alen-ND nanocomposite
-Select concentration to minimize cytotoxicity
-Minimize toxicity and optimize concentration of Alen
-Confirmation of Alen-ND nanocomposite specific intake into bone cells, promoting cell growth and potential for mineral secretion
-Secure specific delivery ability to bone tissue
-Confirmation of osteoblast activity in Alen-ND nanocomposites
-Confirmation of bone formation promotion of Alen-ND nanocomposites

Expected Contribution
- Existing osteoporosis treatment is an indirect method of increasing bone density through mainly bone resorption by restricting the function of osteoclasts. In this research project, a bisphosphonate, a therapeutic drug, and nanodiamond, an osteoblast active substance, are simultaneously delivered to bone tissues, thereby researching a more direct and active osteoporosis treatment system.
-By maximizing the synergistic effect of the bone resorption effect of bisphosphonates and the bone formation induction function of nanodiamonds, it is expected that the efficiency of bone mineral density can be increased.
-The delivery agent that delivers the therapeutic drug and nanodiamond simultaneously will be able to lead the related field by suggesting a new paradigm in the treatment of osteoporosis.
-As a result of paper and patent analysis, it is expected that many top journal papers and patents will be possible because there are no related papers and patents.
The final goal in this project is to ensure the clinical applicability of bisphosphonate-nanodiamonds for the treatment of osteoporosis. After securing clinical applicability, it will be developed as a treatment for osteoporosis through preclinical and clinical trials.
The research on the effects of nanodiamonds on osteoblast activation and the osteoporosis treatment system using the same was reported by the researchers for the first time. The present invention aims to develop a delivery system capable of inhibiting bone resorption, directly improving bone mineral density, and inducing bone formation by evaluating bisphosphonates and nanodiamonds, which are osteoporosis treatment drugs, in bone tissue and evaluating their clinical applicability. It is expected that this will be the basis for the development of a new paradigm for the treatment of osteoporosis.

(source : SUMMARY 13p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 보고서요약 ... 2
• 제출문 ... 10
• 보고서 요약서 ... 11
• 국문 요약문 ... 12
• SUMMARY ... 13
• 목차 ... 14
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 16
• 1-1. 연구개발 목적 ... 16
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 16
• 1-3. 연구개발 범위 ... 20
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 22
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 25
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 45
• 4-1. 목표달성도 ... 45
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 45
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 46
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 47
• 7. 연구개발성과의 보안등급 ... 47
• 8. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 47
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 48
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 48
• 11. 기타사항 ... 48
• 12. 참고문헌 ... 49
• 끝페이지 ... 50