● 세균 신속검사를 위한 타액 수집 트로토콜 확립 타액 채취 전 구강 상태 표준화, 채취 시간, 채취 도구 등 ● 세균 특이 펩타이드를 활용한 병원성 세균의 선택적 분리● 세균 용해 효율 향상을 위한 반응조건 최적화 용해액 성분, 반응시간, 부피 등● 비원심 기반의 세균 DNA 추출 조건 최적화 이온교환성 입자 크기, 종류 등● 타액의 수집, 세균 분리, DNA 추출이 한 도구 내에서 이루어지는 현장형 타액 전처리 모듈 개발●황화수소 검출 센서 제작 및 타액 수집 파트와의 일체화를 통한 다기능성 전처리 모듈 제작● 최적의 세균 조합이 반영된, 치주염 진단을 위한 병원성 세균 PCR 신속검사키트 개발● 치주염 진단용 병원성 세균 신속검사키트의 분석적 성능시험 ● 임상시험용 의료기기 GMP 적합성 인증 및 시제품 생산● 임상평가를 위한 IRB 승인완료 (1단계)

턱관절은 해부학적으로 복합조직으로 이루어져 있음. 턱관절에 발생한 관절염 상태에서는 연골조직의 손상뿐만 아니라 골과 주변 인대, 근육, 디스크의 손상이 함께 동반되는 경우가 흔함. 관절염으로 손상된 턱관절 조직을 재생·복원하기 위해서는 기초적 치료 근거 확립 및 메커니즘 정립에 더해 조직공학적 치료방법이 필요함. 그러나, 전통적인 턱관절 관절염 치료방법은 증상 완화에 초점을 맞추고 있어, 기존의 방법들로는 계층화된 미세환경 및 기능성을 회복하는데 있어 한계가 있음. 따라서, 새로운 재생·치료전략이 필요하며, 중간엽줄기세포기반 치료의 단점을 극복하면서도 효과적으로 재생을 일으킬 수 있는, 비세포 치료인 MSC-엑소좀 기반의 접근법에 대한 연구가 필요함. 손상조직별(연골, 골, 주변조직) 주입/ 하이드로젤을 통해서 적용 방법을 최적화하고, 복잡한 구조를 형상화할 수 있는 3D-스캐폴드를 활용하여 골관절염 진행으로 인해 손상된 턱관절의 해부학적 구조와 기능의 회복을 돕는 계층화된 복합조직 재생 시스템을 개발하는 연구를 수행하고자 함. 1. 1차년도 연구목표 및 내용: 연구목표: MSC-엑소좀 분리(isolation), 성질결정 및 대량생산 프로토콜 확립 1) MSC-엑소좀의 분리, 특성화 연구 및 대량생산 공정기술 구축 ● 엑소좀 예비 연구를 바탕으로, 최적의 운반체를 가진 MSC-엑소좀 분리, 특성화 시스템 설계 ● 최적화된 MSC-엑소좀의 생산 조건 확립에 관한 연구 및 대량생산 시스템 구축에 관한 연구 2) 세포실험 디자인 & 실험 시스템 구축 ● 골재생/ 연골재생에 있어 낮은 부작용, 높은 분화능을 가지는 MSC-엑소좀 조성 및 농도에 대한 연구 ● MSC-엑소좀 재생능의 객관적 평가를 위한 세포주들을 선택, 실험군 디자인, 실험 환경 및 조건 디자인, in vitro실험 시스템 구축 2. 2차년도 연구목표 및 내용 MSC-엑소좀을 하이드로젤과 3D_스캐폴드와 동반한 실험 시스템 구축 1) MSC-엑소좀의 하이드로젤 결합 평가를 위한 표면/물성 분석 기술 및 환자 맞춤형 제작을 위한 시스템 구축 ● 환자맞춤형 조직 재생을 위한 하이드로젤 구조 및 성분 설계, 제작 공정 최적화 ● 전산역학분석 및 구조적, 기능적 안전성 검증을 통한 지지체 구조 설계 ● 설계한 조건에서의 세포증식능, 연골분화능 및 골분화능 검증 2) MSC-엑소좀과 3D 스캐폴드 결합 연구 ● 환자맞춤형 조직 재생을 위한 3D-스캐폴드 지지체 구조 디자인 설계 ● 3D-스캐폴드 지지체의 효용성 평가 및 검증: 세포환경 내 생분해성 및 골/연골조직 및 혈관 형성능 평가 ● 3D-스캐폴드에 MSC-엑소좀 탑재형이 MSC-엑소좀 단독 적용에 비해 가지는 이점 연구·평가 3. 3차년도 연구목표 및 내용 연구목표: MSC-엑소좀의 동물실험 및 턱관절 재생 시스템의 최적화 1) 연골 및 골 조직, 주변 결합조직에 최적화된 MSC-적용 시스템 구축 ● 관절염으로 손상된 정도에 맞춘 MSC-엑소좀을 적용하기 위한 3D 복합지지체(하이드로젤-3D 스캐폴드) 개발 및 디자인 ● 3D 복합지지체의 생체내 생분해성, 골조직/연골조직 및 혈관형성능 평가 2) 동물실험을 통한 하이드로젤 결합 및 3D-스캐폴드 지지체의 유효성 평가 ● 3D 복합조직 지지체의 효용성 평가 및 검증: 세포환경 내 생분해성 및 조직 형성능 평가 ● 여러 적용 방법(직접 주입, 하이드로젤 결합, 3D-스케폴드 결합 및 이들 조합) 디자인 및 결과 비교 ● 동물실험 및 feed-back을 통한 효용성 검증

1차년도 파우더형 골충진재를 위한 인산칼슘 바이오세라믹 확보 및 기능화 연구 Gel형 골충진재를 위한 천연고분자 기반 생체적합성 하이드로젤의 개발 3D 프린팅 기반 악골 재생 지지체 제작을 위한 기반 기술 분석 및 맞춤형 지지체 제작을 위한 시스템 구축 신생혈관 유도성 골형성 펩타이드의 치수 및 골세포에 대한 활성 비교 평가 In vitro 실험을 통한 바이오융합소재의 세포독성 및 분화능 평가 2차년도 Hypoxia 특이적 골형성 유도인자/산소방출형 기능성 나노입자 개발 천연소재 하이드로젤 및 nanorod 복합체 개발 및 유효성 평가 나노입자와 nanorod의 펩타이드 표면고정화 기술 개발 및 유효성/안정성 평가 골결손용 3D 지지체의 제작 및 다양한 구조 디자인 후보군 도출 세포레벨의 하이드로젤 기반 복합체의 골 분화능 및 상아질/치수 복합체 재생능 평가 3차년도 골재생을 위한 하이드로젤 기반 복합체 제조의 최적화 및 유효성평가 세포실험 및 동물실험을 통한 골결손용 3D 지지체/차폐막의 유효성 평가 및 최적화 혈관화된 골조직 재생을 위한 하이드로젤 복합체?줄기세포 유효성 평가 및 최적화 4차년도 대동물실험 feed-back을 통한 선별된 바이오융합소재 품목별 최적화 실용화를 위한 기능성 바이오융합소재 품목 확정 및 품목별 최적화 바이오융합소재 품목별 제조공정 확립 5차년도 GMP에서의 시제품 제작조건 최적화 및 IMD승인을 위한 Feedback을 통한 소재제작공정 보완 식약처 인허가를 위한 시제품의 물성 및 비임상 시험서 확보 IMD 승인 및 임상시험 계획 수립 및 기술 이전 준비