- 1차년도에는 점막접착성을 보유한 천연단백질인 젤라틴을 개질하여 pH 감응성을 보유한 단량체와의 공중합을 통하여 점막접착성과 pH 감응성을 보유하는 하이드로젤을 합성하는 방법을 확립하고, 본 연구에서 필요한 하이드로젤의 물성 평가방법(pH 감응성, 점막접착성, 약물 탑재 및 방출) 중 아직까지 미개발 되어 있는 평가방법의 개발을 완료한다. - 2차년도에는 1차년도에 확립한 중합방법을 통하여 하이드로젤 미세입자를 합성하고, 하이드로젤의 합성조건이 하이드로젤의 여러 가지 물성들에 미치는 영향을, 1차년도에 개발한 평가방법을 이용하여 조사한다. 그리고 최적의 합성조건에서 제작된 하이드로젤 미세입자가 실제 소장에서 단백질약물의 전달에 미치는 영향을 소장을 모사한 랩온어칩을 사용하여 in vitro에서 평가한다. - 본 연구에서는 위장과 소장의 pH 차이에 따라서 고분자 네트워크 구조가 변화하는 음이온 하이드로젤을 합성하여, 산성 환경인 위장 (pH ~2)에서는 하이드로젤의 네트워크 구조가 수축하여 내부에 탑재된 단백질약물의 방출을 억제함과 동시에 약물을 보호하고, 알칼리성인 소장 (pH 5~7)에서는 네트워크 구조가 팽창하면서 약물을 빠른 속도로 방출할 수 있는 약물전달체로 사용하고자 한다. - 한편 본 연구에서는 단백질약물의 전달체인 하이드로젤의 소장에서의 체류시간을 증진시켜서 소장에서 단백약물의 흡수율을 향상시키고자 한다. 이를 위하여 첫째, 전달체인 하이드로젤을 미세입자로 합성하여 미세입자가 가지는 넓은 표면적을 이용하여 소장벽에 대한 전달체의 흡착율을 향상시키고, 둘째, 소장벽을 덮고 있는 mucus layer라는 점막층에 대한 우수한 접착성을 보유하고 있는 성분(젤라틴)을 하이드로젤에 도입하여 하이드로젤의 소장벽에서 흡착율을 향상시킬 예정이다.

본 과제는 세포가 잘 자라도록 실제 생장환경과 유사한 3차원 구조인 스캐폴드(scaffold)를 만드는 연구임. 천연단백질을 활용해 세포 종류에 맞는 물성과 구조를 갖는 세포맞춤형 하이드로젤 스캐폴드를 제작하고자 함. 연구 목표는 천연단백질을 광가교 가능하도록 개질하고, 광가교로 3차원 네트워크 하이드로젤을 합성한 뒤, 기계적 물성과 다공성의 상관성을 규명하여 세포별 최적 스캐폴드를 확립하는 데 있음. 연구 내용은 메타아크릴레이트 또는 아크릴레이트 반응기 도입, 광중합, 물성·다공성 평가, 가교구조 제어, 세포적합성 평가를 포함함. 기대효과는 조직공학 효율 향상과 혈관조직·재생의학·상처 드레싱·인공피부·약물전달 등 응용 가능성 및 국가 경쟁력 강화에 있음.

본 과제는 세포가 잘 자라도록 3차원 스캐폴드(scaffold)를 천연단백질 기반으로 만들어 세포 종류에 맞게 최적 환경을 제공하기 위한 연구임. 연구 목표는 젤라틴·콜라겐의 라이신 아민기에 메타아크릴레이트 또는 아크릴레이트 반응기를 도입해 광가교 가능한 천연단백질을 합성하고, 광중합으로 하이드로젤 네트워크를 형성한 뒤 기계적 물성과 다공성-가교 구조 상관관계를 규명하여 세포적합성을 최적화하는 세포맞춤형 스캐폴드 제조기술을 확립하는 데 있음. 기대 효과는 조직공학 효율 향상 및 혈관조직·재생의학·상처드레싱, 동물실험 대체 인공피부, 약물전달체 활용 가능함.

본 과제는 MTS 방식의 마이크로니들에 에소좀을 접목해 화장품 유효성분을 피부에 더 잘 전달하는 패치형 홈케어 기술을 개발하는 연구임. 연구 목표는 화장품 유효성분이 탑재된 에소좀 합성, 마이크로니들 탑재 방법 확립, 피부흡수율·피부 안전성 평가 및 화장품 유효성분 탑재 패치 시제품 제작임. 핵심 내용은 주름개선·미백 타깃 수용성/지용성 후보 유효성분을 선정해 탑재 방식 3가지의 포로토콜을 최적화하고, 평가시험법으로 효능과 안전성을 검증하는 과정임. 기대효과는 통증·가려움 부담을 낮추고 유효성분 흡수율을 높여 저비용 홈케어 만족도 향상과 유비쿼터스 헬스케어 및 무통증 약물전달 등 확장 가능함