초록 ▼

□ 연구개요
눈은 시각을 담당하는 감각기관으로서 신체를 구성하는 장기 중 인간의 삶을 영위하는데 있어 가장 중요한 부분 중 하나이며, 질환으로 인해 손상이 발생할 경우 삶의 질이 급격하게 저하되는 악영향을 받게 된다. 또한 눈은 다른 감각기관과는 비교할 수 없을 정도의 구조적/기능적 복잡성을 가지고 있으며, 복잡한 구성 조직 간의 상호 관계를 이루고 있다. 따라서 각 구성 조직 간의 상호 관계를 파악하고, 자극에 따른 조직의 반응을 재현하는 것은 안과질환을 연구하는데 가장 중요한 요소라고 할 수 있다. 현재 안과 관련된 질환은

□ 연구개요
눈은 시각을 담당하는 감각기관으로서 신체를 구성하는 장기 중 인간의 삶을 영위하는데 있어 가장 중요한 부분 중 하나이며, 질환으로 인해 손상이 발생할 경우 삶의 질이 급격하게 저하되는 악영향을 받게 된다. 또한 눈은 다른 감각기관과는 비교할 수 없을 정도의 구조적/기능적 복잡성을 가지고 있으며, 복잡한 구성 조직 간의 상호 관계를 이루고 있다. 따라서 각 구성 조직 간의 상호 관계를 파악하고, 자극에 따른 조직의 반응을 재현하는 것은 안과질환을 연구하는데 가장 중요한 요소라고 할 수 있다. 현재 안과 관련된 질환은 동물실험에 의존하고 있으며, 그에 따라 비용적/윤리적 문제 및 연구의 발전 속도 제약 등 많은 한계점을 가지고 있다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도 연구목표 - 안구 질병 모사를 위한 기반기술 연구
2차년도 연구목표 - 대량생산이 가능한 표준화 된 안구 질병 모사 칩 개발
3차년도 연구목표 - 안구 질병 모사 칩의 기능성 및 약물 시험 효용성 검증

본 연구진은 1단계 연구목표인 구조적/기능적으로 실제 눈과 유사한 멀티플렉스 체외 안구 모사 칩을 개발하였다. 2단계에서는 1단계 연구결과인 혈관망-시신경 복합 구조의 단순한 체외 안구 모사를 넘어 2단계 에서는 안과 관련 질병모사 바이오칩(Eye disease-on-a-Chip)을 개발하였다. 현재 안구 관련 질환은 대부분 동물실험에 의존하고 있으며, 그에 따른 시간과 비용, 윤리적 문제로 인해 안구 질환의 발병 원인 및 치료제 개발에 한계가 있다. 2단계에서는 1단계 폴리머기반의(PDMS) 칩에서 벗어나 “대량생산이 가능한 표준화 된 안구 질병 모사 칩” 개발을 수행하였다. 기존의 PDMS를 기반으로 한 안구 모사 칩은 생체 적합한 소재로 세포 배양에 유리한 환경을 제공하지만, 디바이스를 제작하는데 비교적 많은 시간과 비용이 발생한다. 따라서 기존의 Labware 기반의 규격화된 안구 질병 모사 칩을 대량으로 생산하였다. 1차 년도에는 안구의 구조적인 곡률반경 및 혈관-시신경 다층구조를 모사하기 위하여 3차원 유체 패터닝 기술을 및 3D 프린터를 이용한 프로토타이핑을 통해 안구 질병 모사를 위한 기반기술 연구를 수행하였다. 뿐만 아니라 안구 질병 환경 모사를 위한 병리적 자극 조절기술을 개발하고 그에 따른 세포의 반응을 분석하여 안구질병의 발병 원인 및 외부적 자극에 따른 세포의 반응분석을 확인하였다. 2차 년도부터는 대량생산을 위한 안구질병 모사 칩 설계 및 표준화에 관련된 연구를 수행했다. 이에 개발된 안구질병 모사 칩에서 세포 배양 환경을 최적화함으로써 안구 관련된 연구를 위해 사용할 수 있는 표준화 된 플랫폼(EASY-TO-USE)을 개발하였다. 마지막 3차 년도에서는 개발한 안구질병 모사 칩에 1단계 연구결과를 적극 활용하여 안구질병을 모사한 뒤 다양한 약물효능을 테스트함으로써 기존의 안구 관련 연구 수단을 대체할 수 있는 새로운 플랫폼으로서의 기능성 및 효용성을 검증하였다.

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
전 세계적으로 바이오칩 시장은 향후 수년간 20%의 연 평균 성장률로 발전하고 있다. 성장의 핵심지는 아시아 태평양 지역으로, 주요 산업 부문 중에서 바이오칩 기구의 성장률이 20%로 최대이다. 바이오 칩 부분에서 특히 랩온 어 칩(Lab on a Chip)의 원천 기술을 보유한 본 연구진의 안구 질병 모사 칩 개발 및 이를 이용한 약물 효용성 검증을 통하여 랩온칩 분야 이외의 지노믹스, 체조직 마이크로어레이, 유전자칩 공학 등을 비롯한 기타 MEMS 기술 기반 나노기술, 바이오/의료 기술과의 융합기술, 새로운 나노/마이크로 제조기술등에 커다란 변화 및 활용가능성을 제시 할 것으로 기대된다. 이뿐만 아니라, 본 연구에서 제시하는 규격화된 바이오칩에서의 병리학적 자극에 대한 다양한 반응 분석 및 약물 시험 효용성 검증은 신약개발 검출도구, 임상 진단 등의 분야에 매우 혁신적인 변화를 일으킬 것으로 주목된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 1) 안과질환 연구를 위한 질병모델의 부재 ... 16
• 2) 통합 안구모델 시스템 개발의 중요성 ... 16
• 3) 바이오 및 제약산업 내 중요성 ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 참고문헌 ... 17
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 31
• 끝페이지 ... 46