| 초록 |
□ 연구개요 혈관 내 응고는 혈관을 막히게 하거나, 다른 부위로 이동하여 심장마피, 폐색전증, 또는 뇌졸중과 같은 잠재적으로 치명적인 결과를 가질 수 있음. 본 연구는 혈관내 유속과 혈전의 형상에 따른 색전의 거동과 구성을 연구하는 시스템을 개발하여 혈전의 생성에 대해서 이해하고, 궁극적으로는 항혈소판, 항응고제 약물의 환자에 대한 효력을 검증하는 검사칩을 개발하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 실제 혈관 형상에 유사한 원형 단면 3D 구조 구현 본 연구는 열팽창을 이용한 미세유체 칩 제작공정을 개발함. 혈전 관련 임상 사례를 모방하여 원형 단면을 지닌 3차원 구조의 다양한 혈전 모델을 구현함. 혈액을 단일상 혹은 2상 유체로 가정한 시뮬레이션을 통하여 칩 내 혈액의 유동을 예측함. 또한 서울과학기술대학교 IRB 승인하에 혈액 실험을 수행함. 2. 협착 병변의 가시화 및 정량화 본 연구에서 혈전을 정량적으로 분석할 수 있는 기술이 개발됨. 해당 이미지 분석 기술을 통해 미세유체 칩 내부에 형성된 혈전을 표현하였으며, 혈전의 크기를 수치화함. 혈전 형성과정을 3단계 (lag time, aggregation, occlusion)으로 확인하였으며, 협착 정도에 따른 혈전 형성과정을 정량적으로 비교함. 혈전 형성과정에 대한 고찰을 위하여 형광 현미경과 주사전자현미경을 사용한 혈전 분석을 수행함. 3. 색전 고정 및 분석 방법 구현 본 연구는 색전의 이동을 예측하는 시뮬레이션을 통해 미세유체 칩을 설계 및 제작함. 또한 혈전, 색전을 정량적으로 분석할 수 있는 이미지 기술을 개발함. 주사전자 현미경으로 촬영된 사진으로부터 혈전의 구성 및 형태를 확인하였고, 전단속도 조건에 따라 혈전의 형성과정을 비교함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 연구개발성과의 활용 계힉 혈전 및 색전이 주로 발병하는 협착 형상에 대하여 의학적 자문을 임상의에게 받음. 원형 단면의 3D 채널 제작 기술을 활용하여 다양한 협착 형상을 구현함. 시뮬레이션을 통하여 협착 구간에서 작용하는 전단속도를 계산하고, 유체의 흐름을 예측함으로써 색전을 포집할 수 있는 채널을 설계함. 혈액 실험을 통하여 혈전 형성 및 색전의 형성을 가시화하고 분석함. 혈액 실험 이후 본 연구에서 개발한 이미지 분석 기술을 기반으로 혈전 및 색전을 정량화함. 실험 결과에 대한 임상의의 자문을 토대로 디자인을 수정하고, 혈액 실험을 반복함으로써 재현성 및 신뢰도를 높임. 기대효과 1. 급성심근경색을 비롯한 다양한 혈전 색전 질환의 lab-on-a-chip 질병 모델 급성심근경색의 발병기전의 연구와 새로운 치료방법의 개발에 크게 유용한 미세의료 실험 장비가 될 것으로 기대됨. 또한 뇌졸중, 말초동맥혈관, 폐동맥색전증, 악성종양에 의한 색전증 등 다양한 혈전/색전 질환에도 적용될 수 있음. 2. 생체모방 칩으로서 전단속도 및 혈전 부위에 특이적으로 활성화되는 신약 개발의 지원 도구 혈전, 색전으로 인해 혈관이 폐색되는 현상을 모방할 수 있음. 손상된 혈관에서 혈소판이 응고되는 것과 같은 원리를 기반으로, 혈전이나 혈관 폐색부위에 특이적으로 집중되는 새로운 nanoparticle 개발에 핵심 개발 장비로 활용될 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
