○ 기 보유중인 환자 중심 임상 빅데이터를 활용한 새로운 미충족 의료수요 아이디어를 발굴하고 의사-연구자-기업의 협력을 통한 신의료기술을 구체화하고 실용화 하려 함○ 구체적으로, 메가트랜드 기반연구인 AI, 디지털 기술을 활용하여 혁신적이고 지속가능한 차세대 신의료기술 및 신약을 개발할 것임○ 또한, 젊은 의과학자들의 연구 샌드박스(Young invest...

본 과제는 환자유래 뇌암을 실험실과 동물에서 재현해 항암제 유효성을 평가하고, 임상 결과와 연결되는 체외동반진단시스템 의사결정 프로토콜을 구축하는 연구임. 연구목표는 환자유래 뇌, 뇌암 (원발성, 전이성) 조직 획득 체계 최적화, 인간 뇌 구성세포 6종 이상 및 환자 유래 뇌암 세포 생산, 환자맞춤형 원발성 뇌암 생체모사칩과 PDX 비교검증, 암맹 비교를 통한 의사결정 프로토콜 구축임. 핵심연구내용은 6종 세포 신경혈관단위 및 3D 뇌암 조직 모사 칩 제작, 공배양 시스템 개발, 영상시험분석(PET 추적자, 방사성의약품), 항암제 유효성 평가 기준 및 유전자·단백질 분석 validation, 제작·평가·서비스 SOP 작성, MRI/PET 영상 분석 최적화, PDX 유효성 검증임. 기대효과는 in vitro High content efficacy evaluation로 HTS와 in vivo PDX 약점을 보완하고, 동종이식 기반 co-clinical trial용 in vitro PDX 모델 단점 저감 및 companion diagnostics 의사결정 신뢰성 향상에 있음.

복잡한 뇌회로를 규명하기 위하여 광자극, 약물전달을 통한 자극, 전기 자극 등 다양한 자극 방법 및 뇌신경 신호 측정 기능이 집적된 MEMS 뉴럴 프로브 어레이 제작 뇌의 국소부위를 자극하고, 자극 부위와 연결된 다른 부위에서 뇌신경 신호 측정이 가능하도록 어레이 형태의 MEMS 뉴럴 프 로브 제작 뇌에 삽입시에 뇌손상을 최소화할 수 있는 초소형 구조의 MEMS 뉴럴 프로브 제작 - 실리콘 미세 가공 기술을 이용하여 초소형 구조의 뉴럴 프로브 제작 행동하는 동물에서 사용하기 위하여 약물 탑재 시스템 구현 및 초소형 펌프의 집적을 통한 초소형 약물 전달 시스템 구현 무선 약물전달 및 측정된 뇌신경 신호의 무선 전송 기능 포함 - 뇌심부에 약물을 전달하기 위한 마이크로 유체 채널이 집적된 뉴럴 프로브 개발 - 무선으로 약물을 전달하기 위한 마이크로 펌프 및 구동 회로가 포함된 초소형 약물 전달 시스템 개발 광자극용 무선 뉴럴 프로브 시스템을 위한 광원 집적 - 무선 뉴럴 프로브 시스템 구현을 위하여 LED 칩을 프로브의 몸체에 집적하기 위한 공정 기술 개발 - 광원 집적 공정과 호환 가능한 신경 신호 측정용 전극 형성 공정 개발 장기간 행동실험에 사용하기 위하여 삽입위치 조절용 마이크로 드라이브가 포함된 초소형 패키징 개발 - 패키징된 뉴럴 프로브의 삽입 위치를 정밀하게 조절하기 위한 장치 경량의 초소형 장치 개발 제작된 다기능 MEMS 뉴럴 프로브 시스템의 효용성을 검증하기 위한 in-viv 실험

뇌혈관 모사 BBB chip 개발 뇌혈관세포(brain endothelial cell), 성상교세포(astrocyte), 및 혈관주위세포(pericyte) 의 3종 세포 3차원 공배양을 통한 뇌혈관장벽(blood-brain barrier, BBB) chip의 구현 BBB chip에서 물질의 투과도를 정량적으로 측정할 수 있는 기술의 개발 뇌혈관장벽의 기능을 개방할 수 있는 기술 개발 및 BBB chip 내 투과도 변화 특성 분석 뇌단백질 변형/응집체 동시다중 검출 센서 개발 항체가 고정된 자성입자와 나노갭 센서를 이용한 단백질 응집 검출 센서 개발 2종 이상의 뇌단백질 변형/응집체 동시다중 검출 기능 구현 임상 시료의 뇌단백질 변형 정도와 뇌질환 간 상관관계 도출 질환기반 뇌단백질 변형/응집 모델 구축 및 분석기술 개발 뇌단백질 변형/응집 모니터링을 위한 in vitro/ ex-vivo 모델 구축 질환 모델에서 BBB 손상과 뇌 단백질 변형/응집의 상관관계 규명 뇌 단백질 변형/응집체 분석 및 제어기술 개발