초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 악안면 결손부 재생 효과의 증진을 위해 기능강화 치성유래 줄기세포 및 다양한 성장인자를 적용한 3D 바이오 프린팅 기반 복합체를 개발하고자 함.
기능강화 및 면역조절능이 향상된 줄기세포의 이식으로 높은 생착률 및 치료효과를 증진시키고, 골유도 성장인자를 적용하여 조직 재생 효과를 극대화시킨 3D 프린팅 기반 복합체를 제작하여 in vitro와 in vivo 유효성 및 안전성 검증을 통해 연조직 및 골조직으로의 분화, 상생 가능성을 평가하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1)

□ 연구개요
본 연구는 악안면 결손부 재생 효과의 증진을 위해 기능강화 치성유래 줄기세포 및 다양한 성장인자를 적용한 3D 바이오 프린팅 기반 복합체를 개발하고자 함.
기능강화 및 면역조절능이 향상된 줄기세포의 이식으로 높은 생착률 및 치료효과를 증진시키고, 골유도 성장인자를 적용하여 조직 재생 효과를 극대화시킨 3D 프린팅 기반 복합체를 제작하여 in vitro와 in vivo 유효성 및 안전성 검증을 통해 연조직 및 골조직으로의 분화, 상생 가능성을 평가하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 기능강화 치성유래 줄기세포의 면역조절능, 항염증능 및 골 분화능 규명
치성유래 줄기세포의 Budesonide 및 Deferoxamine 전처리가 시험 관내 세포 행동을 개선하고 생체 내 면역 조절 잠재력을 향상 시킴을 증명
(2) 3D 프린팅 scaffold 및 bio gel 제작
우수한 물성을 나타내는 PCL/β-TCP scaffold 및 Alginate/Gelatin gel의 3D 프린팅 출력조건을 확립함.
(3) rGBR (rapid-GBR)의 발견
1) GBR시 BMP-2를 적용한 Collagen membrane의 효과 검증
- BMP-2를 이식 부위가 아닌 결손 외부의 Collagen membrane에 적용하여 치유과정 초기에 빠르게(rapid) 골벽을 형성함으로써 양적, 질적으로 강화된 골 재생을 유도하는 새로운 개념의 GBR (rGBR)을 개발함.
2) rGBR에서 이중성장인자의 골 형성능 확인
- BMP-2를 적용한 Collagen membrane과 FGF-2를 적용한 BCP를 이용한 새로운 dual scaffold 방법이 GBR에서 골 재생에 효과적임을 확인함. BMP-2 0.5mg/ml와 FGF-2 1.0mg/ml의 농도 조합은 다른 농도의 실험군에 비해 골형성능이 더 높게 나타났음. 또한, dual scaffold는 시간 경과에 따른 골 재생 및 골 유지에 양적, 질적으로 유리함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
- 기능강화 DSCs, 3D 프린팅 기술의 적용 및 rGBR의 발견은 광범위한 골 결손부에 양적, 질적으로 강화된 골 재생을 유도하여 임상 적용시에도 효과를 극대화할 수 있음.
- BMP-2 흡착형(일체형) 흡수성 Membrane이 개발된다면 기존 Membrane 매출비중의 70% 이상 차지할 것으로 보이며, 나아가 3D 프린팅 복합체의 즉시 적용 시스템이 구축된다면 해외 투자 유치도 가능할 뿐만 아니라 수출증대효과(30% 이상)도 기대할 수 있음.
- 추후 광범위한 악안면 결손 환자의 재생, 재건을 위한 환자 맞춤형 복합체의 임상적용 가능성을 제시할 수 있음. 환자의 악안면 결손부에 rGBR을 기반으로 기능강화 DSCs 및 성장인자를 적용한 맞춤형 3D 프린팅 복합체와 임플란트를 동시 식립하며, surgical planning에 맞춰 사전 제작한 임플란트 상부 보철물을 수술 후 즉시 장착하면 수술과 동시에 저작기능을 회복시키며 안정적인 결손부 재건을 도모할 수 있음.
- 또한, 환자 즉시 채취 후 제작 & 적용이 가능한 3D 프린팅 악안면 결손부 재건 즉시 적용 시스템 구축이 가능할 것으로 기대함.
- 벤처 캐피탈을 통한 펀드 투자 유치, 최종 개발물인 환자 맞춤형 3D 프린팅 복합체의 구성 재료를 제작하는 개발 업체와의 협업을 통해 생산하며 기술 이전을 진행함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 구강악안면 영역의 조직 결손 환자의 특수성 ... 4
• (2) 구강 내 만성 질환(임플란트주위염 및 만성 치주염 등)의 특수성 ... 4
• (3) 기능강화 줄기세포(Dental-derived stem cells; 이하 DSCs)의 적용 필요성 ... 4
• (4) 골 결손부 재생을 위한 골유도재생술(Guided bone regeneration; 이하 GBR)의 전환 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• (1) Budesonide 및 Deferoxamine 처리 DSCs ... 6
• (2) Alginate/Gelatin 기반 bio gel의 3D 프린팅 및 세포 배양 ... 7
• (3) Dual pore size 3D 프린팅 PCL/TCP Scaffold 제작 ... 7
• (4) 성장인자의 적용 방법을 전환한 새로운 GBR 시도 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• (1) 연구개발성과의 활용방안 및 향후 연구의 방향성 ... 13
• (2) 투자 및 기술 이전 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 31