요약
본 발명은 아토피 피부염과 같은 피부 질환 연구를 위한 3차원 인공 피부 모델을 제시합니다. 이 모델은 특별한 하이드로젤을 사용하여 아토피 피부염의 실제 조건을 정밀하게 모방하며, 약물 개발 및 다양한 질병 연구에 활용될 수 있습니다. 이 기술은 기존의 피부 모델의 한계를 극복하고, 아토피와 유사한 환경에서 세포를 3차원으로 배양하며, 이를 통해 새로운 치료법 개발에 중요한 도구로 사용될 수 있습니다.
기본 정보
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특허명: 산소 농도 조절이 가능한 3차원 세포 배양용 하이드로젤 제조방법 및 질병 모델 제조법
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대표 발명자: 박경민 교수
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출원번호: 10-2023-0076370
발명의 배경 및 필요성
발명의 배경
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아토피 피부염은 만성 염증성 피부 질환으로, 저산소 환경에서 염증성 사이토카인이 방출됨
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아토피 피부염 연구를 위해 다양한 in vivo, in vitro 피부 모델들이 개발되고 있지만, 동물 모델은 종이 다르다는 한계점이 있고, 2차원 세포 배양 모델은 실제 피부의 3차원 미세환경을 모사하기 어려움
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아토피성 피부염에서 T세포가 외부 알레르겐에 의해 자극을 받으면 발현되는 사이토카인과 피부 섬유아세포에서 발현이 유도되는 페리오스틴을 실험에 사용한 약물인 덱사메타손으로 조절 가능함
발명의 필요성
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아토피 피부염의 발병기전 분석과 환자 맞춤형 치료법 개발이 필요함
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3차원 피부 미세환경을 정교하게 모사하고, 약물 스크리닝을 위한 하이드로젤 기반 인공 아토피 피부염 모델 개발의 필요성이 부각됨
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insitu 가교 고분자 하이드로젤 기반의 산소 농도 제어 3차원 인공 아토피 피부염 모델을 개발하고자 함
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in situ 가교 고분자 하이드로젤의 제조 방법과 이를 사용하여 3차원 세포 배양 시스템과 산소 농도 조절을 통해 질병의 미세환경을 모사할 수 있는 플랫폼을 제공하는 것이 기술적 과제임
실험 및 구현
하이드로젤 제조 방법
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가교제 없이 고분자간 가교 반응을 통해 하이드로젤 제조
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제조 조건에 따라 물리, 화학, 생물학적 특성을 쉽게 제어 가능함
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티올과 말레이미드 반응기를 갖는 고분자를 이용하여 하이드로젤 제조
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하이드로젤이 3차원 세포 배양 환경을 제공하며, 산소 농도를 조절하여 아토피 피부염과 유사한 환경을 제공 가능함
실험 결과와 구현 효과
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하이드로젤 형성 시간과 기계적 강도를 조절하는 방법 탐구
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고분자의 양이 증가하거나 말레이미드기의 비율이 증가할수록 하이드로젤 형성 시간이 짧아짐
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하이드로젤의 기계적 강도는 젤라틴의 최종 농도가 증가하거나 특정 비율일 때 증가함
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하이드로젤이 세포 배양에 적합한 환경을 제공하며, 장기간 배양 가능함
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하이드로젤 내부의 산소 농도를 조절할 수 있어, 인공 질병 모델 제작과 약물 스크리닝을 위한 플랫폼을 제공 가능함
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하이드로젤 기반의 3차원 세포 배양 시스템이 아토피 피부염 환경을 모사할 수 있음을 확인
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3차원 세포 배양 하이드로젤이 IL-4 처리와 산소 농도 조절을 통해 아토피 피부염의 미세환경을 모사할 수 있음
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하이드로젤 기반의 3차원 세포 배양 시스템이 약물 스크리닝 모델로 활용 가능함을 보여줌
발명의 활용 방안
제품 및 서비스 활용
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발명은 3차원 세포 배양 모델로 활용됨
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산소 농도 조절을 통해 아토피 미세환경을 모사 가능함
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하이드로젤 기반의 3차원 인공 질병 모델과 약물 스크리닝을 위한 플랫폼 제공함
산업 및 사회 문제 해결
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물리/화학적 특성 제어와 우수한 생체적합성을 기반으로 다양한 질병 모델, 인공 조직체 제조, 약물 전달체, 새로운 치료제를 위한 약물 스크리닝 등으로 활용 가능함
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약물 스크리닝은 펩타이드 또는 단백질 의약품, 항균제, 항암제 및 항염증제 등에서 선택될 수 있음
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기존 인공 피부 모델의 제한점을 극복하고, 3차원 배양과 산소 농도 조절을 통해 아토피 미세환경을 보다 정교하게 모사 가능함
시장 동향
아토피 피부염 치료법 시장 동향
하이드로젤 기반 기술 시장 동향
약물 스크리닝 기술 시장 동향
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