| 초록 |
□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 손상된 조직의 복구를 위해 다양한 생체재료가 사용되고 있으며, 생체재료의 체내 삽입에서 대식세포 분화는 만성감염 혹은 재생과정을 결정짓는 중요한 역할을 한다. 이러한 대식세포의 분화 방향은 주변 세포 외 분자의 물리 화학적 원인에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 자성 나노입자로 전달되는 기계적 자극에 의한 대식세포 분화 조절을 이해하고 자성 나노입자 혼합 고분자 나노 섬유를 개발하여, 외부 자기장 하에서 생체 내 대식세포 분화를 조절할 수 있는 기술을 개발하고자 한다. 이를 위해 섬유 내 자성 나노입자를 도입하고 외부에서의 자기장을 이용한 기계적 자극을 주어 이를 조절할 수 있는지 확인하고자 한다. 또한, 생체내 삽입되는 생체재료를 나노 섬유 형태로 제작하여 생체 내 대식세포 조절 능력이 있는지 확인하고자 한다. 이러한 연구는 다양한 이식재 표면 조절의 새로운 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. ◼ 전체 내용 1) 기능성 자성 나노입자의 합성 및 분석 (가) 자성 나노입자 합성 (나) 합성된 나노입자의 형태 및 기능 분석 (다) 기능성 나노입자를 위한 표면 개질 (라) 표면 개질된 입자의 형태 및 기능 분석 2) 기계적 자극에 의한 자성 나노입자의 분화 조절 (가) 대식세포의 배양 및 분화 조건 형성 (나) 세포 표면에서의 기능성 나노입자의 부착 및 세포 증식 확인 (다) 외부 자극에 의한 나노입자의 자극 및 세포 변화 확인 3) 자성 나노 입자 함유 섬유 제작 및 생체 반응 (가) 나노입자 담지 기능성 고분자 구조 제작 (나) 나노입자 담지 기능성 고분자에 의한 생체 내 반응 확인 (다) 개발된 고분자 표면 처리된 이식재의 제작 (라) 이식재의 생체 반응 확인 □ 연구개발성과 ◎ 1차 년도: 자성 나노 입자의 제작하고 15 nm 크기의 아연을 포함하는 자성 나노입자 합성의 경우 가장 큰 자성을 가지는 것으로 확인하고, 동일 크기의 자성 나노입자를 열분해를 이용하여 합성하고 비교하여 실험 조건을 선정하고 고분자 내 균일하게 분포할 수 있도록 표면 개질된 나노입자 합성함. ◎ 2차 년도: 개발된 자성 나노입자에 의해 대식세포 분화가 조절 될 수 있음을 확인하였고, 주변 자기장의 조절로 세포 단백질 발현조절 될 수 있음을 확인함. ◎ 3차 년도: 자성 나노입자 함유 미세 섬유를 제작하고 제작된 섬유 위에서의 대식 세포 표현형 및 형태를 관찰한 결과 대식 세포 분화 및 형태가 주변 섬유의 형태와 자기장에 의해 조절될 수 있음을 확인함. ◎ 4차 년도: 자성 나노입자 함유 미세 섬유의 생체 내 이식은 염증 반응을 증가시키지 않고 혈관 형성을 유도함을 확인함. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ◎ 개발된 결과는 논문 투고를 위한 작업을 진행할 예정임. ◎ 면역 세포 조절을 통한 생체재료의 이식 반응을 억제하는 방안으로, 지속적인 연구의 추진 및 활용할 계획임. ◎ 학문적/기술적 효과: 나노 및 생체재료의 학문적 발전에 기여할 것임. ◎ 경제적/산업적 효과: ㉠ 기존 이식재가 가지고 있는 단점을 극복할 수 있는 차세대 신기술로서 미래 거대 시장을 기대할 수 있음. ㉡ 다학제간 융합기술로서 연구, 생산, 마케팅, 재무, 영업 분야에서 다수의 인력 고용이 발생할 수 있을 것으로 기대됨. ㉢ 고부가가치 기술력을 통한 경제적 발전: 의료 장비와 생체재료의 감염 억제는 삶의 질을 향상할 뿐 아니라 막대한 경제적 효과가 있음. ◎ 사회적 효과: ㉠ 이식재 감염으로 인한 질환 및 사망을 감소시켜 인류의 수명 연장 및 삶의 질 향상에 기여 하는 새로운 미래 치료기술로 발전될 수 있음. ㉡ 의료복지 및 삶의 질 향상: 재생의학의 발전 및 국민의 삶의 질을 향상하며, 재생의료 분야 등의 의료분야에 접목될 것임. (출처 : 요약문 2p) |
