초록 ▼

□ 연구개요
본 연구과제에서는 영상 유도 혈관 색전술을 위한 다기능성 주입형 나노입자/하이드로겔하이브리드 시스템을 제작하고, 이를 이용하여 장기 내 지혈 및 대동맥류 완화 및 암 조직 사멸을 유도할 수 있는 효율적인 조직 공학 기술 개발을 최종 목적으로 함.
이는 (1) 폴리페놀 카본 입자 (C-dot)을 이용한 하이드로겔 가역적 가교 및 형광 기반 실시간 영상 유도 수술, (2) 광활성 효소를 이용한 외부 광원으로 체내 주입된 하이드로겔을 가교할 수 있는 첨단 기술로, 효소 특이적 반응으로 오직 하이드로겔 가교 반응만

□ 연구개요
본 연구과제에서는 영상 유도 혈관 색전술을 위한 다기능성 주입형 나노입자/하이드로겔하이브리드 시스템을 제작하고, 이를 이용하여 장기 내 지혈 및 대동맥류 완화 및 암 조직 사멸을 유도할 수 있는 효율적인 조직 공학 기술 개발을 최종 목적으로 함.
이는 (1) 폴리페놀 카본 입자 (C-dot)을 이용한 하이드로겔 가역적 가교 및 형광 기반 실시간 영상 유도 수술, (2) 광활성 효소를 이용한 외부 광원으로 체내 주입된 하이드로겔을 가교할 수 있는 첨단 기술로, 효소 특이적 반응으로 오직 하이드로겔 가교 반응만 유도할 수 있는 시스템 구축, (3) 대동맥류 모사 미세유체칩에서 시스템을 검증하고 동물 모델을 통해 영상 유도 기반 최소침습적 색전술 응용의 가능성을 입증하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 개발 성과는 1) 다기능성 폴리페놀 C-dot 라이브러리 구축, 2) 자외선 조사에 의한 효소 활성/비활성 시스템 개발, 3) 조직접착을 위한 폴리페놀이 도입된 가역/비가역 동시 가교 주입형 하이드로겔 개발 등으로 요약할 수 있음.
• 다기능성 폴리페놀 카본 입자 합성 프로토콜을 구축하였으며, 폴리페놀 및 가교제 변수 조절을 통해 C-dot 입자 라이브러리 구축.
• 폴리페놀 C-dot 입자의 농도 조절을 통한 환부에 맞는 다양한 제형의 하이드로겔을 개발하였으며 동물실험을 통해 생체적합성과 조직과의 접착성 및 유지력을 확인함.
• 광활성 효소를 통한 가역/비가역 동시 가능 하이드로겔 프로토콜을 구축하였으며, 폴리페놀 C-dot 하이드로겔을 아토피 피부염 마우스 모델 등에 부착해 생체적합성 및 생분해성, 조직 접착력과 안정성을 검증하였음.
• 마우스 허벅지 대동맥에 허혈성 질환 모델을 구축하여 환부의 혈류 및 혈압 조건에서 하이드로겔 시스템의 유효성을 검증하였음.
정량적 성과
• SCI 급 논문에 2편 (Chemical Communications, European Polymer Journal)에 주저자로 게재 완료
• SCI 급 논문인 ACS Applied Materials & Interfaces에 현재 revision을 진행 중
• 국내 학술지 News&Information for Chemical Engineerings에 주저자로 게재 완료
• 국제 학술대회 (2023 YABEC)에 초청강연
• 국제/국내 학술대회 학생연구원 발표 27건 및 수상실적 8건
• 석사급 연구원 2명 양성
• 국내 특허 출원 1건과 기술이전 1건

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1) 연구과제의 활용방안
• 의료 영상 유도 가능 하이드로겔은 뇌졸중 및 협심증 등 다양한 장기의 혈관 질환뿐만 아니라 암 조직 사멸을 위한 혈류 차단 등 다양한 분야에 적용되어 보다 체계적인 연구를 통해 임상 적용 가능성을 타진할 수 있을 것으로 기대됨.
• 주입형 하이드로겔은 색전술뿐만 아니라 세포 전달 및 약물 전달의 매개체로 사용 가능하여 그 응용 분야가 매우 넓으며, 이를 통해 각 장기 및 조직에 맞는 생체고분자를 이용하면 장기/조직 특이적 조직 재생 전략을 구축할 수 있음.
2) 연구과제의 기대효과
• 폴리페놀 카본 입자, 광 활성 효소 개발 및 주입형 생리활성 하이드로겔 제작 기술은 다양한 기법 개발 및 적용 가능한 기술이 집약되어있는 신개념 분야이므로, 원천기술 확보 가능함.
• in situ crosslinking 하이드로겔 개발 기술은 4차 산업의 중심인 3차원 프린팅 기술의 핵심 재료로 사용가능함. 3차원 프린팅은 조직 공학 분야에서 인공 장기 제작에 사용이 가능하여 차세대 핵심 기술임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구과제의 필요성 ... 4
• 1-2. 연구과제의 목표 및 내용 ... 5
• 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 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 1) 연구과제의 활용방안 ... 13
• 2) 연구과제의 기대효과 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 37