초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
3D 프린터를 이용하여 3D 구조체에서의 인간장기 세포배양 및 이를 이용한 Micro Human 플랫폼제작 및 암세포전이 및 억제에 관한연구.
1차년: 3D프린터에서 공업용 3D 필라멘트를 이용한 생체 안전성 3 D 구조체 제작
2차년 : 생체 안전성 확보 3 D 구조체에서의 뇌세포, 폐세포, 간세포, 신장 세포 , 위장세포, 췌장세포,대장세포 배양 및 3D 플랫폼제작
3차년 : 2개의 3D 플랫폼 간 채널제작 및 세포배양에 따른 상호작용에 관한 연구
4차년

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
3D 프린터를 이용하여 3D 구조체에서의 인간장기 세포배양 및 이를 이용한 Micro Human 플랫폼제작 및 암세포전이 및 억제에 관한연구.
1차년: 3D프린터에서 공업용 3D 필라멘트를 이용한 생체 안전성 3 D 구조체 제작
2차년 : 생체 안전성 확보 3 D 구조체에서의 뇌세포, 폐세포, 간세포, 신장 세포 , 위장세포, 췌장세포,대장세포 배양 및 3D 플랫폼제작
3차년 : 2개의 3D 플랫폼 간 채널제작 및 세포배양에 따른 상호작용에 관한 연구
4차년 : 채널 로 연결된 2개의 3D플랫폼에서 정상세포와 암세포의 세포배양과 암세포의 전이거동에 대한 연구
5차년 : Micro Human model 플랫폼에서 암세포의 전이거동과 전이 억제에 대한 연구.

◼ 전체 내용
1차년 : 저렴한 공업용 ABS, PLA 필라멘트를 이용한 3D구조체 제작 기술 확보: 형태제어, 구조제어 기술 확보
• ABS, PLA 필라멘트 소재로 제작한 3D구조체에 나노Au, 콜라젠, RGD, 펩타이드등 생체 안전성 물질 coating 기술 확보.
• 생체안전성물질 코팅에 의한 세포 생체 안전성 확인: 암세포와 정상세포등 여러 가지 세포에 대한 안전성 실험.

2차년 : 3층형태로 1cm x 1cm x 1cm 로 된 피라미드 구조체 제작
• 뇌세포, 폐세포, 간세포, 신장세포 , 위장세포, 췌장세포 의 최적 배양 조건 분석: 배지 양 및 세포수 따른 요건 분석
• 제작된 플랫폼 상에서 세포의 안정한 부착 및 성장 확인

3차년:채널화 할 플라스틱 챔버 구축
• 채널의 형태, 크기, 위치등에 대한 최적 조건분석
• SEM을 이용한 세포의 morphology 및 cell의 이동에 대한 관찰
• 2개의 3D플랫폼에서 채널을 통한 세포 거동 관찰
2개의 3D플랫폼 channel간 이종 세포배양에 따른 상호영향에 관찰

4차년:2개의 3D플랫폼을 이용한 정상세포와 암세포 배양
• 2개의 3D플랫폼을 채널로 연결하였을때 정상세포와 암세포 성장 거동 및 전이현상 관찰
• AFM, SEM 등을 이용하여 제작된 플랫폼을 분석 확인함
• 배지양 및 세포수 따른 요건분석
• 전자 현미경 이용 세포성장 관찰
• 제작된 플랫폼 상에서 세포의 안정한 부착, 성장 및 이동확인.

5차년: 5개의 3D 플랫폼이 연결된 micro human model구축
• 5개의 이종세포를 배양 할 수 있는 배지종류 탐색
• 전자 현미경 이용 세포의 morphology를 관찰
• 제작된 플랫폼 상에서 5개의 이종세포의 안정한 부착 및 성장확인.
• 한 플랫폼에서 발생한 암세포가 종류가 다른 4개의 이종세포 플랫폼으로 전이되는 거동관찰.
• 한 플랫폼에서 발생한 암세포가 다른 4개의 플랫폼으로의 전이억제 물질 효과 실험
• 항암제처리후의 약물 거동 및 효과 관찰

□ 연구개발성과
○ 정량적 성과
- 전문학술지논문 7건 (SCI 6건, 비SCI 1건), 학술대회 7건, 인력양성 1건
○ 정성적 성과
본 연구가 성공시 값이 비싸(기계 5000만원 , 재료 3만원/g) 연구에 접근하기 어려운 Bio 3D에 대한 연구를 저렴한 투자로 (기계 200만원, 재료 20원/g) 할 수 있어 연구의 저변 확대에 기여할 수 있음.
• 3D humam model은 인간 세포를 인체의 형태를 모사하여 구현함으로서 암 세포의 전이의 형태를 여러 가지 연구방법으로 눈으로 관찰하며 실험 할 수 있는 세계 최초의 model임.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
-본 연구진이 제안하는 3D 세포칩은 저렴한 공업용 3D printer를 사용하여 표면에 생체 안전성 물질을 coating하여 세포가 안전하게 배양 될 수 있게 표면을 개질하여 20배 이상 고가의 Bio-3D printer를 대체 할 수 있는 기술이므로 누구나 쉽게 Bio-3D에 접근하여 연구가 더욱 활성화 되는 기회를 제공할 수 있는 효과가 기대됨.
-또한 본 연구진이 제안하는 3D 세포칩은 조직 세포를 살아있는 상태에서 인간의 형태에 맞추어 배열하고 서로 세포칩을 채널로 연결하여 실시간으로 세포소재들의 작용기작을 측정하여 인체에 대한 각 장기들의 상호 영향에 대한 종합적 연구가 가능한효과가 있음

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1-1. 연구 개발의 필요성 ... 5
• 1-2. 연구 목표 ... 5
• 1-3. 연구 범위 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 2-1. 1차년 ... 7
• 2-2. 2차년 세부적 연구내용 ... 8
• 2-3. 3차년 세부적 연구내용 ... 8
• 2-4. 4차년 세부적 연구내용 ... 9
• 2-5. 5차년 세부적 연구내용 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 10
• 3-1. 연구수행 결과 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 30
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 31
• 6. 참고문헌 ... 32
• 끝페이지 ... 33