| 초록 |
연구개발 목표 및 내용 최종 목표 생체 내 골다공증 미세환경(microenvironment)을 정밀 모사할 수 있는 골조직 모델을 구축하고 이를 통해 골다공증 환자 개인 맞춤형 약물 스크리닝 기술을 개발함으로써 동물실험의 대안인 The 3Rs (Replacement, Reduction, Refinement)을 실현 전체 내용 본 연구에서는 골조직에 존재하는 여러 종류의 세포를 3차원적으로 적층 할 수 있는 3D 바이오 프린팅 기술로 골조직 모사 골다공증 모델을 제작하고, 이를 이용하여 골다공증 치료제 개발을 위한을 위한 기초 프로토콜을 확립함으로써, 기존 전임상 실험의 결과가 사람의 결과와 다른 문제점을 해결할 수 있는 기술을 개발하고자 함. · 1차년도 : 2D 환경에서 세포주를 이용한 골다공증 환경 모사 조건을 확립하고 그 효능을 평가함 · 2차년도 : Cell line 기반의 2D 골다공증 모델의 효능을 평가하고, 마우스 골수줄기세포를 이용한 골조직 모사 3D culture system 제작 · 3차년도 : MC3T3-E1와 Raw264.7 세포주를 이용하여 3D 골다공증 환경모델을 제작하고 골다공증 환경 검증을 위한 평가방법을 확립함 · 4차년도 : 3D 바이오 프린팅 기반 골다공증 모델 제작을 위한 프로토콜을 수립함 · 5차년도 : 마우스 골수 유래 줄기세포 바이오잉크를 3D 프린터에 적용하여 제작된 삼차원 골환경 정밀모사체의 골다공증 환경조성 프로토콜을 확립하고, 골다공증 치료 약물 스크리닝 효능을 평가함 연구개발성과 1. 삼차원 골다공증 환경조성 및 평가기술 확보 √ 동물모델 제작을 위해 평균 6개월 이상의 기간이 소요되며, 이에 더해 골다공증모델의 검증 및 평가를 위해 micro-CT 등의 고가의 장비가 요구되는 골다공증 동물시험을 대체할 수 있는 삼차원 골다공증 환경의 조성 및 평가기술을 개발하였음 √ 개발된 기술을 이용할 경우 10일 이내에 골다공중 환경의 조성이 가능하며, 단순 발색법을 통해 2시간 이내에 골다공증의 평가가 가능하며, 향후 동물모델과의 corelation 확인을 통해 보다 구체적인 삼차원 골다공증 평가 가이드라인의 제시가 가능할 것으로 사료됨 2. 공다공증 정밀모사를 위한 바이오프린팅 기술 개발 √ 생체활성 물질 및 세포의 프린팅이 가능한 압출식 바이오프린터를 자체 설계 제작하였으며, 골조직 모사를 위한 바이오잉크 소재 제작 프로토콜을 확립하였음. 3. 기타 성과 √ 본 연구로 개발된 삼차원 골다공증 환경조성 기술을 주관기관에서 개발하여 판매중인 Cellrix 3D culture system에 적용하여 골조직/골다공증 분야로 특화시킨 삼차원 세포배양 키트 제품을 향후 출시할 예정이며, 이를 통한 매출의 증가가 예상됨. 또한 자체 개발한 바이오프린터 및 바이오잉크의 패키지 제품화를 통한 매출향상이 기대됨 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 · 본 연구개발 기술인 “생체 내 미세환경(microenvironment) 정밀 모사 조직모델”의 경우 건강한 사람 세포 및 IPS줄기세포, 암세포주 등을 이용하여 생체조직 모델의 제작이 가능하기 때문에 신약개발을 위한 초기 스크리닝 과정에서 동물실험 대체효과 뿐아니라 초기 임상 시험을 실시하는 효과를 볼 수 있을 것임. · 또한 현재 의료분야의 가장 큰 이슈는 환자 맞춤형 진료, 환자 맞춤형 시술/수술이라 할 수 있으며, 3D 프린팅 기술의 발전으로 바이오 소재를 이용한 배양을 통해 인체 조직의 생산이 현실화된다면 의료 산업 혁신을 예상할 수 있음. · 3D프린팅 제작 방식은 CT/MRI와 같은 의료영상 반의 이미지를 기반으로 인체 조직 목표형상에 맞는 외형 구조제작 대응이 가능하며, 이를 통해 3D프린팅 제조방식의 근본적인 특징인 디지털 CAD 데이터 기반 맞춤형 제작 장점을 활용할 수 있음. 즉 인체 스케닝으로 개인 신체구조에 맞춤형 의료 서비스가 가능함. √ 생체 내 골다공증 미세환경(microenvironment)을 정밀 모사할 수 있는 골조직 모델을 구축하고 이를 통해 골다공증 환자 개인 맞춤형 약물 스크리닝 기술을 개발함으로써 동물실험의 대안인 The 3Rs (Replacement, Reduction, Refinement)의 실현을 위한 틀을 마련함. (출처 : 요약문 2p) |
