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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김규만
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수42
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장기모사칩(organ on a chip)은 유체 칩상에 특정장기를 구성하는 세포를 배양함으로써, 해당 장기의 기능과 특성뿐만 아니라, 역학적?생리적 세포반응을 모방하는 기술이다.[1-2] 간(liver)[3], 폐(lung)[4], 신장(kidney)[5], 눈(eye)[6], 뇌(brain)[7] 등 인체의 모든 기관을 대상으로 하고 있으며, 해당 장기의 세포운동이나 물리 화학적 반응의 메커니즘을 상세하게 연구[8]할 수 있는 장점을 가지므로 많은 연구자들에 의해 장기모사칩 연구가 활발한 진행되고 있다. 이러한 장기 모사 칩은 대규모 임상시험 전 실제 인체세포에 대한 독성 및 효능 평가 수단[9],[10]으로 적용할 수 있으며, 임상시험이 용이하지 않은 질병에 대한 신약후보물질 탐색을 위한 새로운 연구기반 도구로써 적용이 가능하다. 이러한 장기모사칩 연구는 동물실험에 비하여 비용을 대폭 낮출 수 있고, 연구시간 또한 단축되는 새로운 형태의 연구개발 방식으로 환자 대상 임상시험을 조기에 시행할 수 있는 임상근거를 마련함으로써 의료수요에 대한 새로운 치료법 발견에 효율적으로 적용할 수 있다. 또한 재현성이 높은 공학적 기법을 활용하여 장기모사칩에 이용되는 시스템을 개발하고 다양한 도구를 낮은 가격으로 제공 가능하여 약물 스크리닝(drug screening)과 독성실험(toxicology)에서 기존의 동물실험과 임상실험에 소요되는 비용을 획기적으로 낮출 수 있는 장점을 지닌다.
마이크로 시스템화 기술은 저렴한 비용으로 초소형 제품의 대량생산을 가능케 하고, 초정밀 미세 가공으로 장치의 소형화, 고성능화, 다기능화, 집적화가 가능한 기술이다. 이러한 마이크로 시스템화 기술은 다양한 형태의 장기모사칩으로 응용이 가능하며, 장기모사칩을 활용한 마이크로시스템 기술의 개발을 통해 다양한 질병모델과 특정 약물에 대한 반응성, 유독성을 장기수준(organ level)에서 구현하고 관측하는 연구로 활용되고 있다. 장기모사칩을 활용한 마이크로시스템 기술 개발은 세포치료, 의약 및 생화학 등 다양한 분야로 응용이 가능하며, 기반 기술 확보를 통하여 나노기술(NT), 생명공학기술(BT), 환경기술(ET) 산업의 기술력 향상에 기여할 것으로 예상되고 있다. 또한 마이크로시스템 기술이 적용된 장기모사칩 기술의 개발은 고효율, 고정밀 분석이 가능한 공학적 분석시스템 및 질병모델 개발로 응용이 가능하며 후보 물질 개발 후 전임상시험 단계에서 비용을 획기적으로 낮출 수 있는 장점을 지닐 것으로 판단된다.
본 연구에서는 마이크로시스템 기술이 적용된 장기모사칩 기술 개발을 위하여 기반 기술인 세포 공생배양장치를 제작하는 기술을 개발하고 이를 직접 세포에 적용하여 장기 모사 칩으로 활용이 가능한 공생배양 기술 개발을 위한 응용 연구를 수행하였다.
마이크로 시스템화 기술은 저렴한 비용으로 초소형 제품의 대량생산을 가능케 하고, 초정밀 미세 가공으로 장치의 소형화, 고성능화, 다기능화, 집적화가 가능한 기술이다. 이러한 마이크로 시스템화 기술은 다양한 형태의 장기모사칩으로 응용이 가능하며, 장기모사칩을 활용한 마이크로시스템 기술의 개발을 통해 다양한 질병모델과 특정 약물에 대한 반응성, 유독성을 장기수준(organ level)에서 구현하고 관측하는 연구로 활용되고 있다. 장기모사칩을 활용한 마이크로시스템 기술 개발은 세포치료, 의약 및 생화학 등 다양한 분야로 응용이 가능하며, 기반 기술 확보를 통하여 나노기술(NT), 생명공학기술(BT), 환경기술(ET) 산업의 기술력 향상에 기여할 것으로 예상되고 있다. 또한 마이크로시스템 기술이 적용된 장기모사칩 기술의 개발은 고효율, 고정밀 분석이 가능한 공학적 분석시스템 및 질병모델 개발로 응용이 가능하며 후보 물질 개발 후 전임상시험 단계에서 비용을 획기적으로 낮출 수 있는 장점을 지닐 것으로 판단된다.
본 연구에서는 마이크로시스템 기술이 적용된 장기모사칩 기술 개발을 위하여 기반 기술인 세포 공생배양장치를 제작하는 기술을 개발하고 이를 직접 세포에 적용하여 장기 모사 칩으로 활용이 가능한 공생배양 기술 개발을 위한 응용 연구를 수행하였다.
목차
1. 서론 12. 본론 42.1. 장기모사칩 (Organ on a chip) 42.2. PMMA 기반의 공생배양장치 (co-culture device) 72.2.1. PMMA 기반의 공생배양장치 설계 및 제작 82.2.2. PMMA 기반의 공생배양장치의 실효성 검증 102.2.3. NIH/3T3, HepG2를 이용한 세포 공생배양 152.3. PDMS 기반의 공생배양장치 182.3.1. PDMS 기반의 공생배양장치 설계 및 제작 212.3.2. PDMS 기반의 공생배양장치의 실효성 검증 252.3.3. PDMS 기반의 공생배양장치에서의 세포 배양 응용 293. 결론 334. 참고문헌 355. Abstract 39
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