초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 자가 회복능(Self-healing)을 가지는 hydrogel과 칼슘 포스페이트를 복합재료로 사용하여 골 결손 부위 회복을 위한 경사 기능 3D 플랫폼을 개발하고자한다. 이를 위하여 복합재료 조성 및 플랫폼의 구조에 따른 자가 회복 거동의 상호작용을 분석하고, 두 개 이상의 서로 다른 플랫폼 접합 가능성을 제시하여 경사 기능 플랫폼을 제작한다. 또한 골 재생능을 극대화하여 최종적으로 넓은 골 결손 부위(4cm 이상)에 사용 가능한 경사 기능 3D 플랫폼을 개발하고자 한다.

□ 연구 목표대비

□ 연구개요
본 연구는 자가 회복능(Self-healing)을 가지는 hydrogel과 칼슘 포스페이트를 복합재료로 사용하여 골 결손 부위 회복을 위한 경사 기능 3D 플랫폼을 개발하고자한다. 이를 위하여 복합재료 조성 및 플랫폼의 구조에 따른 자가 회복 거동의 상호작용을 분석하고, 두 개 이상의 서로 다른 플랫폼 접합 가능성을 제시하여 경사 기능 플랫폼을 제작한다. 또한 골 재생능을 극대화하여 최종적으로 넓은 골 결손 부위(4cm 이상)에 사용 가능한 경사 기능 3D 플랫폼을 개발하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1) Self-healing 특성을 가지는 hydrogel을 함유한 나노 사이즈 칼슘 포스페이트(CaP) 복합재료 개발
-재료 조성 설계: 복합재료에서 Poly vinyl alcohol (PVA) hydrogel의 self-healing 거동을 구현할 수 있는 최대의 칼슘 포스페이트 함량 도출을 목표로 하였고, 14wt% 로 도출 완료함
-Healing 특성 평가결과, 접합 부위의 기계적 특성이 유지되는 것을 확인함.
-생물학적 안정성 평가: in vitro 분해 거동 및 복합재료의 세포 독성이 없는 것을 확인함.
2) CaP-hydrogel 복합재료의 Self-healing 특성을 이용한 4cm 미만의 크기를 가지는 경사 기능 플랫폼 제작
-플랫폼 제조 공정 및 구조 설계: Mold 형태에 따른 플랫폼을 제조하였음.
-Healing 특성 평가: 상/하 또는 좌/우 경사 기능을 구현하는 조건 도출하였음.
-생물학적 안정성 평가: in vitro 분해 거동 및 세포 독성이 없는 것을 확인하였음.
3) 제작한 플랫폼의 in vivo 실험을 통해 골 결손 부위 회복 능력 검증 및 최적화를 실시하고 가능한 결손 부 확장(4cm 이상) 가능성 제시
-안정성 확립: 동적(Dynamic) 환경에서의 cell test를 통한 안정성 확립 및 in vivo 평가를 실시하였음.
-플랫폼 최적화: 골 및 혈관 재생능을 극대화하는 플랫폼 내부 위치별 재료 조성 설계를 통해 여러 조성의 복합 재료를 제조함.
-회복 가능 골 결손 부위 확장: 플랫폼에 생체 활성 이온 및 물질을 담지 시켜 결손 부위 골 재생 능력이 향상된 것을 확인함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 개발 성과의 수요처
① 골 재생용 및 관련 의료기기 사업 분야
② 생체 재료의 안정성 평가 및 평가 신뢰성 분야
- 활용 방안
① 재료 조성, 구조에 따른 플랫폼의 특성을 평가한 데이터 확보
→향후 골 재생용 3D 플랫폼 개발 시 이식 부위 환경에 맞게 사용 가능
② 골 재생을 위한 조직 공학 관련 다양한 후속 연구 파생 기대(줄기세포 담지 등)
- 기대 효과
① 조직 공학, 조직공학에 사용되는 hydrogel의 연구 및 시장규모 증가
② Hydrogel을 이용한 골 재생용 플랫폼 연구를 통해 의료기기 국산화 추진 가능
③ Hydrogel뿐만 아니라 칼슘 포스페이트 재료의 활용 가능성을 넓혀 관련 재료 분야의 시장 규모 유지 가능

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목적 ... 4
• 2) 연구개발의 필요성 ... 4
• 3) 가설 및 최종 목표 ... 4
• 4) 연구개발 범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 이론적, 실험적 접근 방법 ... 6
• 2) 연구 개발 수행 과정 및 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 수행 결과 ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 1) 성과 관리 추진체계 ... 17
• 2) 활용 분야 및 방안 ... 18
• 3) 추가 연구의 필요성 ... 18
• 4) 타 연구에의 응용 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 19
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 27
• 끝페이지 ... 42