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만능 산화제 과산화수소, 단순 공정으로 고효율 생산!

- 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 과산화수소 생산 촉매 개발, 선택성 95%↑ - 백금-금 합금 촉매 개발, 수소와 산소만으로 상온/상압에서 과산화수소 생산 과산화수소는 물에 희석하여 상처를 치료하는 소독제로 사용되기도 하고, 반도체의 불순물 제거, 폐수 처리제 등 친환경 산화제로 산업 전반에서 폭넓게 사용되고 있다. 하지만, 생산 공정에서 독성 물질(안트라퀴논계)이 사용되고, 대규모의 설비가 필요해 제한된 장소에서만 생산할 수 있다는 문제가 있었다. 이를 해결하고자 팔라듐(Pd) 촉매를 이용하여 수소(H2)와 산소(O2)를 반응시켜 과산화수소를 생산하는 기술이 개발됐지만, 팔라듐 촉매의 경우 최대 40%의 과산화수소와 60%의 물이 생성된다. 이 과정에 과산화수소(H2O2)보다 물(H2O)이 더 많이 형성되어 상용화에 걸림돌이 되어왔다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 계산과학연구센터 한상수, 김동훈 박사, 물질구조제어연구센터 이승용 박사, 고려대학교(고려대, 총장 정진택) 이관영 교수 공동연구팀이 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 과산화수소 생산용 백금-금 합금 촉매를 개발했다고 밝혔다. 이 촉매를 사용하면 팔라듐 촉매를 사용할 경우 30~40%에 불과했던 과산화수소 선택성을 95%까지 올려 물은 소량만 생산하고 대부분 과산화수소를 생산할 수 있다. KIST-고려대학교 공동연구팀은 원소 조합에 의해 발현되는 물성을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이론적으로 예측하는 방법을 통해 연구한 결과, 기존의 팔라듐을 사용하지 않는 새로운 형태의 백금(Pt)-금(Au) 합금계 나노입자 촉매를 개발했다. 본래 백금과 금은 서로 잘 섞이지 않기 때문에 둘을 합쳐 촉매를 제작하기 어려웠는데 연구진은 합금을 형성하지 않는 백금과 금을 각각 원소의 전구체를 섞은 후 환원시켜 강제로 합금 형태의 나노입자를 성공적으로 합성했다. 이 방식을 활용하면 백금과 금의 전구체 양을 조절하여 입자의 함량을 제어할 수도 있었다. 연구진이 개발한 촉매를 활용하면 수소 가스와 산소 가스를 수용액에 주입하기만 하면 어디에서나 대형설비 없이도 과산화수소를 생산할 수 있다. 특히, 팔라듐 촉매와 달리 공동연구진이 개발한 촉매는 상온(10˚C), 상압(1기압) 조건에서도 최대 95%까지 과산화수소를 생성할 수 있다. 또한, 8시간 이상의 촉매 반응에도 백금-금 합금 형태가 잘 유지되면서 생산 능력에 저하도 없는 구조적 안정성을 확보했다. 연구진은 추가적인 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 일반적인 소재 분석 기술로는 알기 힘든 백금-금 합금계 나노입자의 결정 구조를 명확하게 제시하였다. 더 나아가 금의 함량이 증가함에 따른 과산화수소 생산 능력의 변화를 원자 수준에서 예측할 수 있는 메커니즘을 함께 제시하였다. KIST 한상수 센터장은 “개발된 기술은 장소의 제약 없는 친환경 과산화수소 생산 기술로, 팔라듐 촉매의 한계인 낮은 선택성을 극복하여 상용화를 대폭 앞당겼다는 데에 의의가 있다.”라며, “시행착오를 통해 연구해 나가는 분야인 촉매 소재 개발을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있었다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원으로 한국연구재단 미래소재디스커버리사업 지원으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제저널인 ‘Acta Materialia’(IF: 7.656, JCR 분야 상위 0.633%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Solid-Solution Alloying of Immiscible Pt and Au Boosts Catalytic Performance for H2O2 Direct Synthesis - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이홍우 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 남효빈 학생연구원 - (제 1저자) 고려대학교 한근호 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김동훈 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이승용 책임연구원 - (교신저자) 고려대학교 이관영 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 한상수 센터장 <그림설명> [그림1] 금-백금 나노입자 합성 모식도 (좌) 및 촉매 성능 평가 (우) [그림2] 계산과학을 통해 입증된 금-백금 나노입자 촉매의 H2O2 생산 메커니즘

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위험한 조산, 획기적으로 줄일 수 있는 전자약 개발

- 비침습적 전자약으로 자궁 수축신호 감지하여 조산 조기진단 - 자율신경을 조절하는 전기신호로 자궁 수축을 억제해 조산 방지 조산은 전체 임신의 12.7%를 차지하고 있으며, 전체 출산율은 감소하는데, 조산으로 인한 ‘이른둥이’의 발생 비율은 7년 연속 증가하고 있다. ‘이른둥이’는 신생아 사망의 절반을 차지할 뿐 아니라, 신경학적 장애와 같은 합병증으로, 발달장애, 호흡기 합병증 등 영아가 추후 장애를 갖게 되는 경우가 많다. 현재까지 조산은 임산부가 본인 스스로 신체적인 이상을 감지하거나 정기적 초음파 측정, 질내 체액 측정 등의 검사를 받아야만 진단할 수 있지만, 조기진단이 어렵고 자궁수축억제제와 같은 부작용이 우려되는 화학적 치료제의 투입 외에는 다른 치료 방법이 많지 않은 실정이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 뇌과학연구소 이수현 박사 연구팀이 고려대학교 안암병원(원장 박종훈) 산부인과 안기훈 교수팀과의 공동연구를 통해 조산을 조기에 진단하고, 동시에 치료할 수 있는 비침습형 전자약(Electroceutical 개발했다고 밝혔다. 일반적으로 조산은 자연적인 조기 진통, 조기 양막 파수 등 다양한 원인에 의한 것으로 알려져 있지만, 자궁이 불규칙적으로 수축하는 증상이 공통적으로 나타난다. KIST 연구진은 도넛 모양의 신경전극을 개발해 임산부의 자궁경부에 비침습적으로 삽입한 후, 자궁 수축신호를 실시간으로 감지하여 조산을 조기에 진단할 수 있게 했다. 뿐만 아니라, 개발한 신경전극은 자궁의 수축신호를 감지한 후 교감신경을 자극하는 전기신호를 발생시킬 수 있어서 교감신경의 자극을 받으면 자궁 내 근육이 이완되어 자궁의 수축을 억제할 수 있는 전자약으로 기능할 수 있다. 연구팀은 이 전자약을 조산 쥐와 돼지 모델에서 진단에서부터 치료까지 그 안전성 및 기능을 검증한 결과, 전자약을 통해 발생시킨 전기자극으로 자궁 수축 현상을 지연 및 억제할 수 있음을 확인하였다. 고려대학교 안암병원 산부인과 안기훈 교수는 "전 세계적으로 자궁수축억제에 대한 신약 개발이 활발히 진행되어왔지만, 미미한 효과와 부작용 때문에 새로운 기전으로 작용하는 의료기기에 대한 임상적 필요성 때문에 개발을 진행하였다."라며 "이번에 개발된 최초의 자궁수축조절 의료기기를 통해 조산으로 인한 영아 사망 및 후유증을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대한다."라고 밝혔다. KIST 이수현 박사는 “개발된 도넛 형태의 전자약은 기존의 화학적 약물 기반의 치료법이 아닌 전기자극을 이용하여 자궁의 수축을 억제하는 치료기기로서 신개념의 의료기술로 발전할 가능성이 있다.”라고 말하며, “KIST와 고려대 안암병원의 중개연구센터 사업으로 시작된 본 연구는 향후 범부처의료기기 사업과 같은 정부 지원을 받아 임상 연구를 추진할 계획이다.”라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST와 고려대안암병원 중계연구센터(TRC- Translational Research Center)으로 수행되었으며, 연구 결과는 전기전자 분야 국제학술지인 ‘IEEE-Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering’ 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Non-invasive Ring Electrode with a Wireless Electrical Recording and Stimulating System for Monitoring Preterm Labor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이이재 선임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이창혁 선임연구원 - (교신저자) 고려대학교 안암병원 안기훈 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이수현 책임연구원？ <그림설명> [그림 1] 도넛 형태의 (Ring type) 전자약의 개념도 (기록용/자극용 전극 및 mini board) [그림 2] 제작된 도넛 형태의 전자약 이미지 [그림 3] 임신한 돼지의 자궁경부에 삽입된 전자약을 이용한 무선 자궁 수축신호 기록 및 전기자극을 통한 자궁 수축 지연/억제 실험 개념도 전자약에 연결된 송신기를 돼지의 등에 별도로 부착하여 자궁 수축 신호를 측정 [그림 4] 개발된 전자약을 통한 자궁 수축 개선을 보여주는 그래프 - 왼쪽 그래프 A, B: 자궁 수축을 유도하는 약물을 (Oxytocin, PGF2-a) 주입한 후, 기록용 전극을 통해서 자궁 수축을 감지하고 자극용 전극을 통해서 전기자극을 주는 동안 수축이 억제 및 지연되는 것을 확인함 - 오른쪽 그래프 A, B: 임신한 돼지의 출산 예정 당일, 전자약을 통해서 자궁 수축을 감지하고 전기자극을 주는 동안 자궁 수축신호가 억제 및 지연되는 것을 확인함

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위험한 조산, 획기적으로 줄일 수 있는 전자약 개발

- 비침습적 전자약으로 자궁 수축신호 감지하여 조산 조기진단 - 자율신경을 조절하는 전기신호로 자궁 수축을 억제해 조산 방지 조산은 전체 임신의 12.7%를 차지하고 있으며, 전체 출산율은 감소하는데, 조산으로 인한 ‘이른둥이’의 발생 비율은 7년 연속 증가하고 있다. ‘이른둥이’는 신생아 사망의 절반을 차지할 뿐 아니라, 신경학적 장애와 같은 합병증으로, 발달장애, 호흡기 합병증 등 영아가 추후 장애를 갖게 되는 경우가 많다. 현재까지 조산은 임산부가 본인 스스로 신체적인 이상을 감지하거나 정기적 초음파 측정, 질내 체액 측정 등의 검사를 받아야만 진단할 수 있지만, 조기진단이 어렵고 자궁수축억제제와 같은 부작용이 우려되는 화학적 치료제의 투입 외에는 다른 치료 방법이 많지 않은 실정이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 뇌과학연구소 이수현 박사 연구팀이 고려대학교 안암병원(원장 박종훈) 산부인과 안기훈 교수팀과의 공동연구를 통해 조산을 조기에 진단하고, 동시에 치료할 수 있는 비침습형 전자약(Electroceutical 개발했다고 밝혔다. 일반적으로 조산은 자연적인 조기 진통, 조기 양막 파수 등 다양한 원인에 의한 것으로 알려져 있지만, 자궁이 불규칙적으로 수축하는 증상이 공통적으로 나타난다. KIST 연구진은 도넛 모양의 신경전극을 개발해 임산부의 자궁경부에 비침습적으로 삽입한 후, 자궁 수축신호를 실시간으로 감지하여 조산을 조기에 진단할 수 있게 했다. 뿐만 아니라, 개발한 신경전극은 자궁의 수축신호를 감지한 후 교감신경을 자극하는 전기신호를 발생시킬 수 있어서 교감신경의 자극을 받으면 자궁 내 근육이 이완되어 자궁의 수축을 억제할 수 있는 전자약으로 기능할 수 있다. 연구팀은 이 전자약을 조산 쥐와 돼지 모델에서 진단에서부터 치료까지 그 안전성 및 기능을 검증한 결과, 전자약을 통해 발생시킨 전기자극으로 자궁 수축 현상을 지연 및 억제할 수 있음을 확인하였다. 고려대학교 안암병원 산부인과 안기훈 교수는 "전 세계적으로 자궁수축억제에 대한 신약 개발이 활발히 진행되어왔지만, 미미한 효과와 부작용 때문에 새로운 기전으로 작용하는 의료기기에 대한 임상적 필요성 때문에 개발을 진행하였다."라며 "이번에 개발된 최초의 자궁수축조절 의료기기를 통해 조산으로 인한 영아 사망 및 후유증을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대한다."라고 밝혔다. KIST 이수현 박사는 “개발된 도넛 형태의 전자약은 기존의 화학적 약물 기반의 치료법이 아닌 전기자극을 이용하여 자궁의 수축을 억제하는 치료기기로서 신개념의 의료기술로 발전할 가능성이 있다.”라고 말하며, “KIST와 고려대 안암병원의 중개연구센터 사업으로 시작된 본 연구는 향후 범부처의료기기 사업과 같은 정부 지원을 받아 임상 연구를 추진할 계획이다.”라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST와 고려대안암병원 중계연구센터(TRC- Translational Research Center)으로 수행되었으며, 연구 결과는 전기전자 분야 국제학술지인 ‘IEEE-Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering’ 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Non-invasive Ring Electrode with a Wireless Electrical Recording and Stimulating System for Monitoring Preterm Labor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이이재 선임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이창혁 선임연구원 - (교신저자) 고려대학교 안암병원 안기훈 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이수현 책임연구원？ <그림설명> [그림 1] 도넛 형태의 (Ring type) 전자약의 개념도 (기록용/자극용 전극 및 mini board) [그림 2] 제작된 도넛 형태의 전자약 이미지 [그림 3] 임신한 돼지의 자궁경부에 삽입된 전자약을 이용한 무선 자궁 수축신호 기록 및 전기자극을 통한 자궁 수축 지연/억제 실험 개념도 전자약에 연결된 송신기를 돼지의 등에 별도로 부착하여 자궁 수축 신호를 측정 [그림 4] 개발된 전자약을 통한 자궁 수축 개선을 보여주는 그래프 - 왼쪽 그래프 A, B: 자궁 수축을 유도하는 약물을 (Oxytocin, PGF2-a) 주입한 후, 기록용 전극을 통해서 자궁 수축을 감지하고 자극용 전극을 통해서 전기자극을 주는 동안 수축이 억제 및 지연되는 것을 확인함 - 오른쪽 그래프 A, B: 임신한 돼지의 출산 예정 당일, 전자약을 통해서 자궁 수축을 감지하고 전기자극을 주는 동안 자궁 수축신호가 억제 및 지연되는 것을 확인함

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위험한 조산, 획기적으로 줄일 수 있는 전자약 개발

- 비침습적 전자약으로 자궁 수축신호 감지하여 조산 조기진단 - 자율신경을 조절하는 전기신호로 자궁 수축을 억제해 조산 방지 조산은 전체 임신의 12.7%를 차지하고 있으며, 전체 출산율은 감소하는데, 조산으로 인한 ‘이른둥이’의 발생 비율은 7년 연속 증가하고 있다. ‘이른둥이’는 신생아 사망의 절반을 차지할 뿐 아니라, 신경학적 장애와 같은 합병증으로, 발달장애, 호흡기 합병증 등 영아가 추후 장애를 갖게 되는 경우가 많다. 현재까지 조산은 임산부가 본인 스스로 신체적인 이상을 감지하거나 정기적 초음파 측정, 질내 체액 측정 등의 검사를 받아야만 진단할 수 있지만, 조기진단이 어렵고 자궁수축억제제와 같은 부작용이 우려되는 화학적 치료제의 투입 외에는 다른 치료 방법이 많지 않은 실정이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 뇌과학연구소 이수현 박사 연구팀이 고려대학교 안암병원(원장 박종훈) 산부인과 안기훈 교수팀과의 공동연구를 통해 조산을 조기에 진단하고, 동시에 치료할 수 있는 비침습형 전자약(Electroceutical 개발했다고 밝혔다. 일반적으로 조산은 자연적인 조기 진통, 조기 양막 파수 등 다양한 원인에 의한 것으로 알려져 있지만, 자궁이 불규칙적으로 수축하는 증상이 공통적으로 나타난다. KIST 연구진은 도넛 모양의 신경전극을 개발해 임산부의 자궁경부에 비침습적으로 삽입한 후, 자궁 수축신호를 실시간으로 감지하여 조산을 조기에 진단할 수 있게 했다. 뿐만 아니라, 개발한 신경전극은 자궁의 수축신호를 감지한 후 교감신경을 자극하는 전기신호를 발생시킬 수 있어서 교감신경의 자극을 받으면 자궁 내 근육이 이완되어 자궁의 수축을 억제할 수 있는 전자약으로 기능할 수 있다. 연구팀은 이 전자약을 조산 쥐와 돼지 모델에서 진단에서부터 치료까지 그 안전성 및 기능을 검증한 결과, 전자약을 통해 발생시킨 전기자극으로 자궁 수축 현상을 지연 및 억제할 수 있음을 확인하였다. 고려대학교 안암병원 산부인과 안기훈 교수는 "전 세계적으로 자궁수축억제에 대한 신약 개발이 활발히 진행되어왔지만, 미미한 효과와 부작용 때문에 새로운 기전으로 작용하는 의료기기에 대한 임상적 필요성 때문에 개발을 진행하였다."라며 "이번에 개발된 최초의 자궁수축조절 의료기기를 통해 조산으로 인한 영아 사망 및 후유증을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대한다."라고 밝혔다. KIST 이수현 박사는 “개발된 도넛 형태의 전자약은 기존의 화학적 약물 기반의 치료법이 아닌 전기자극을 이용하여 자궁의 수축을 억제하는 치료기기로서 신개념의 의료기술로 발전할 가능성이 있다.”라고 말하며, “KIST와 고려대 안암병원의 중개연구센터 사업으로 시작된 본 연구는 향후 범부처의료기기 사업과 같은 정부 지원을 받아 임상 연구를 추진할 계획이다.”라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST와 고려대안암병원 중계연구센터(TRC- Translational Research Center)으로 수행되었으며, 연구 결과는 전기전자 분야 국제학술지인 ‘IEEE-Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering’ 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Non-invasive Ring Electrode with a Wireless Electrical Recording and Stimulating System for Monitoring Preterm Labor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이이재 선임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이창혁 선임연구원 - (교신저자) 고려대학교 안암병원 안기훈 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이수현 책임연구원？ <그림설명> [그림 1] 도넛 형태의 (Ring type) 전자약의 개념도 (기록용/자극용 전극 및 mini board) [그림 2] 제작된 도넛 형태의 전자약 이미지 [그림 3] 임신한 돼지의 자궁경부에 삽입된 전자약을 이용한 무선 자궁 수축신호 기록 및 전기자극을 통한 자궁 수축 지연/억제 실험 개념도 전자약에 연결된 송신기를 돼지의 등에 별도로 부착하여 자궁 수축 신호를 측정 [그림 4] 개발된 전자약을 통한 자궁 수축 개선을 보여주는 그래프 - 왼쪽 그래프 A, B: 자궁 수축을 유도하는 약물을 (Oxytocin, PGF2-a) 주입한 후, 기록용 전극을 통해서 자궁 수축을 감지하고 자극용 전극을 통해서 전기자극을 주는 동안 수축이 억제 및 지연되는 것을 확인함 - 오른쪽 그래프 A, B: 임신한 돼지의 출산 예정 당일, 전자약을 통해서 자궁 수축을 감지하고 전기자극을 주는 동안 자궁 수축신호가 억제 및 지연되는 것을 확인함

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위험한 조산, 획기적으로 줄일 수 있는 전자약 개발

- 비침습적 전자약으로 자궁 수축신호 감지하여 조산 조기진단 - 자율신경을 조절하는 전기신호로 자궁 수축을 억제해 조산 방지 조산은 전체 임신의 12.7%를 차지하고 있으며, 전체 출산율은 감소하는데, 조산으로 인한 ‘이른둥이’의 발생 비율은 7년 연속 증가하고 있다. ‘이른둥이’는 신생아 사망의 절반을 차지할 뿐 아니라, 신경학적 장애와 같은 합병증으로, 발달장애, 호흡기 합병증 등 영아가 추후 장애를 갖게 되는 경우가 많다. 현재까지 조산은 임산부가 본인 스스로 신체적인 이상을 감지하거나 정기적 초음파 측정, 질내 체액 측정 등의 검사를 받아야만 진단할 수 있지만, 조기진단이 어렵고 자궁수축억제제와 같은 부작용이 우려되는 화학적 치료제의 투입 외에는 다른 치료 방법이 많지 않은 실정이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 뇌과학연구소 이수현 박사 연구팀이 고려대학교 안암병원(원장 박종훈) 산부인과 안기훈 교수팀과의 공동연구를 통해 조산을 조기에 진단하고, 동시에 치료할 수 있는 비침습형 전자약(Electroceutical 개발했다고 밝혔다. 일반적으로 조산은 자연적인 조기 진통, 조기 양막 파수 등 다양한 원인에 의한 것으로 알려져 있지만, 자궁이 불규칙적으로 수축하는 증상이 공통적으로 나타난다. KIST 연구진은 도넛 모양의 신경전극을 개발해 임산부의 자궁경부에 비침습적으로 삽입한 후, 자궁 수축신호를 실시간으로 감지하여 조산을 조기에 진단할 수 있게 했다. 뿐만 아니라, 개발한 신경전극은 자궁의 수축신호를 감지한 후 교감신경을 자극하는 전기신호를 발생시킬 수 있어서 교감신경의 자극을 받으면 자궁 내 근육이 이완되어 자궁의 수축을 억제할 수 있는 전자약으로 기능할 수 있다. 연구팀은 이 전자약을 조산 쥐와 돼지 모델에서 진단에서부터 치료까지 그 안전성 및 기능을 검증한 결과, 전자약을 통해 발생시킨 전기자극으로 자궁 수축 현상을 지연 및 억제할 수 있음을 확인하였다. 고려대학교 안암병원 산부인과 안기훈 교수는 "전 세계적으로 자궁수축억제에 대한 신약 개발이 활발히 진행되어왔지만, 미미한 효과와 부작용 때문에 새로운 기전으로 작용하는 의료기기에 대한 임상적 필요성 때문에 개발을 진행하였다."라며 "이번에 개발된 최초의 자궁수축조절 의료기기를 통해 조산으로 인한 영아 사망 및 후유증을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대한다."라고 밝혔다. KIST 이수현 박사는 “개발된 도넛 형태의 전자약은 기존의 화학적 약물 기반의 치료법이 아닌 전기자극을 이용하여 자궁의 수축을 억제하는 치료기기로서 신개념의 의료기술로 발전할 가능성이 있다.”라고 말하며, “KIST와 고려대 안암병원의 중개연구센터 사업으로 시작된 본 연구는 향후 범부처의료기기 사업과 같은 정부 지원을 받아 임상 연구를 추진할 계획이다.”라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST와 고려대안암병원 중계연구센터(TRC- Translational Research Center)으로 수행되었으며, 연구 결과는 전기전자 분야 국제학술지인 ‘IEEE-Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering’ 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Non-invasive Ring Electrode with a Wireless Electrical Recording and Stimulating System for Monitoring Preterm Labor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이이재 선임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이창혁 선임연구원 - (교신저자) 고려대학교 안암병원 안기훈 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이수현 책임연구원？ <그림설명> [그림 1] 도넛 형태의 (Ring type) 전자약의 개념도 (기록용/자극용 전극 및 mini board) [그림 2] 제작된 도넛 형태의 전자약 이미지 [그림 3] 임신한 돼지의 자궁경부에 삽입된 전자약을 이용한 무선 자궁 수축신호 기록 및 전기자극을 통한 자궁 수축 지연/억제 실험 개념도 전자약에 연결된 송신기를 돼지의 등에 별도로 부착하여 자궁 수축 신호를 측정 [그림 4] 개발된 전자약을 통한 자궁 수축 개선을 보여주는 그래프 - 왼쪽 그래프 A, B: 자궁 수축을 유도하는 약물을 (Oxytocin, PGF2-a) 주입한 후, 기록용 전극을 통해서 자궁 수축을 감지하고 자극용 전극을 통해서 전기자극을 주는 동안 수축이 억제 및 지연되는 것을 확인함 - 오른쪽 그래프 A, B: 임신한 돼지의 출산 예정 당일, 전자약을 통해서 자궁 수축을 감지하고 전기자극을 주는 동안 자궁 수축신호가 억제 및 지연되는 것을 확인함

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위험한 조산, 획기적으로 줄일 수 있는 전자약 개발

- 비침습적 전자약으로 자궁 수축신호 감지하여 조산 조기진단 - 자율신경을 조절하는 전기신호로 자궁 수축을 억제해 조산 방지 조산은 전체 임신의 12.7%를 차지하고 있으며, 전체 출산율은 감소하는데, 조산으로 인한 ‘이른둥이’의 발생 비율은 7년 연속 증가하고 있다. ‘이른둥이’는 신생아 사망의 절반을 차지할 뿐 아니라, 신경학적 장애와 같은 합병증으로, 발달장애, 호흡기 합병증 등 영아가 추후 장애를 갖게 되는 경우가 많다. 현재까지 조산은 임산부가 본인 스스로 신체적인 이상을 감지하거나 정기적 초음파 측정, 질내 체액 측정 등의 검사를 받아야만 진단할 수 있지만, 조기진단이 어렵고 자궁수축억제제와 같은 부작용이 우려되는 화학적 치료제의 투입 외에는 다른 치료 방법이 많지 않은 실정이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 뇌과학연구소 이수현 박사 연구팀이 고려대학교 안암병원(원장 박종훈) 산부인과 안기훈 교수팀과의 공동연구를 통해 조산을 조기에 진단하고, 동시에 치료할 수 있는 비침습형 전자약(Electroceutical 개발했다고 밝혔다. 일반적으로 조산은 자연적인 조기 진통, 조기 양막 파수 등 다양한 원인에 의한 것으로 알려져 있지만, 자궁이 불규칙적으로 수축하는 증상이 공통적으로 나타난다. KIST 연구진은 도넛 모양의 신경전극을 개발해 임산부의 자궁경부에 비침습적으로 삽입한 후, 자궁 수축신호를 실시간으로 감지하여 조산을 조기에 진단할 수 있게 했다. 뿐만 아니라, 개발한 신경전극은 자궁의 수축신호를 감지한 후 교감신경을 자극하는 전기신호를 발생시킬 수 있어서 교감신경의 자극을 받으면 자궁 내 근육이 이완되어 자궁의 수축을 억제할 수 있는 전자약으로 기능할 수 있다. 연구팀은 이 전자약을 조산 쥐와 돼지 모델에서 진단에서부터 치료까지 그 안전성 및 기능을 검증한 결과, 전자약을 통해 발생시킨 전기자극으로 자궁 수축 현상을 지연 및 억제할 수 있음을 확인하였다. 고려대학교 안암병원 산부인과 안기훈 교수는 "전 세계적으로 자궁수축억제에 대한 신약 개발이 활발히 진행되어왔지만, 미미한 효과와 부작용 때문에 새로운 기전으로 작용하는 의료기기에 대한 임상적 필요성 때문에 개발을 진행하였다."라며 "이번에 개발된 최초의 자궁수축조절 의료기기를 통해 조산으로 인한 영아 사망 및 후유증을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대한다."라고 밝혔다. KIST 이수현 박사는 “개발된 도넛 형태의 전자약은 기존의 화학적 약물 기반의 치료법이 아닌 전기자극을 이용하여 자궁의 수축을 억제하는 치료기기로서 신개념의 의료기술로 발전할 가능성이 있다.”라고 말하며, “KIST와 고려대 안암병원의 중개연구센터 사업으로 시작된 본 연구는 향후 범부처의료기기 사업과 같은 정부 지원을 받아 임상 연구를 추진할 계획이다.”라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST와 고려대안암병원 중계연구센터(TRC- Translational Research Center)으로 수행되었으며, 연구 결과는 전기전자 분야 국제학술지인 ‘IEEE-Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering’ 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Non-invasive Ring Electrode with a Wireless Electrical Recording and Stimulating System for Monitoring Preterm Labor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이이재 선임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이창혁 선임연구원 - (교신저자) 고려대학교 안암병원 안기훈 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이수현 책임연구원？ <그림설명> [그림 1] 도넛 형태의 (Ring type) 전자약의 개념도 (기록용/자극용 전극 및 mini board) [그림 2] 제작된 도넛 형태의 전자약 이미지 [그림 3] 임신한 돼지의 자궁경부에 삽입된 전자약을 이용한 무선 자궁 수축신호 기록 및 전기자극을 통한 자궁 수축 지연/억제 실험 개념도 전자약에 연결된 송신기를 돼지의 등에 별도로 부착하여 자궁 수축 신호를 측정 [그림 4] 개발된 전자약을 통한 자궁 수축 개선을 보여주는 그래프 - 왼쪽 그래프 A, B: 자궁 수축을 유도하는 약물을 (Oxytocin, PGF2-a) 주입한 후, 기록용 전극을 통해서 자궁 수축을 감지하고 자극용 전극을 통해서 전기자극을 주는 동안 수축이 억제 및 지연되는 것을 확인함 - 오른쪽 그래프 A, B: 임신한 돼지의 출산 예정 당일, 전자약을 통해서 자궁 수축을 감지하고 전기자극을 주는 동안 자궁 수축신호가 억제 및 지연되는 것을 확인함

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- 비침습적 전자약으로 자궁 수축신호 감지하여 조산 조기진단 - 자율신경을 조절하는 전기신호로 자궁 수축을 억제해 조산 방지 조산은 전체 임신의 12.7%를 차지하고 있으며, 전체 출산율은 감소하는데, 조산으로 인한 ‘이른둥이’의 발생 비율은 7년 연속 증가하고 있다. ‘이른둥이’는 신생아 사망의 절반을 차지할 뿐 아니라, 신경학적 장애와 같은 합병증으로, 발달장애, 호흡기 합병증 등 영아가 추후 장애를 갖게 되는 경우가 많다. 현재까지 조산은 임산부가 본인 스스로 신체적인 이상을 감지하거나 정기적 초음파 측정, 질내 체액 측정 등의 검사를 받아야만 진단할 수 있지만, 조기진단이 어렵고 자궁수축억제제와 같은 부작용이 우려되는 화학적 치료제의 투입 외에는 다른 치료 방법이 많지 않은 실정이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 뇌과학연구소 이수현 박사 연구팀이 고려대학교 안암병원(원장 박종훈) 산부인과 안기훈 교수팀과의 공동연구를 통해 조산을 조기에 진단하고, 동시에 치료할 수 있는 비침습형 전자약(Electroceutical 개발했다고 밝혔다. 일반적으로 조산은 자연적인 조기 진통, 조기 양막 파수 등 다양한 원인에 의한 것으로 알려져 있지만, 자궁이 불규칙적으로 수축하는 증상이 공통적으로 나타난다. KIST 연구진은 도넛 모양의 신경전극을 개발해 임산부의 자궁경부에 비침습적으로 삽입한 후, 자궁 수축신호를 실시간으로 감지하여 조산을 조기에 진단할 수 있게 했다. 뿐만 아니라, 개발한 신경전극은 자궁의 수축신호를 감지한 후 교감신경을 자극하는 전기신호를 발생시킬 수 있어서 교감신경의 자극을 받으면 자궁 내 근육이 이완되어 자궁의 수축을 억제할 수 있는 전자약으로 기능할 수 있다. 연구팀은 이 전자약을 조산 쥐와 돼지 모델에서 진단에서부터 치료까지 그 안전성 및 기능을 검증한 결과, 전자약을 통해 발생시킨 전기자극으로 자궁 수축 현상을 지연 및 억제할 수 있음을 확인하였다. 고려대학교 안암병원 산부인과 안기훈 교수는 "전 세계적으로 자궁수축억제에 대한 신약 개발이 활발히 진행되어왔지만, 미미한 효과와 부작용 때문에 새로운 기전으로 작용하는 의료기기에 대한 임상적 필요성 때문에 개발을 진행하였다."라며 "이번에 개발된 최초의 자궁수축조절 의료기기를 통해 조산으로 인한 영아 사망 및 후유증을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대한다."라고 밝혔다. KIST 이수현 박사는 “개발된 도넛 형태의 전자약은 기존의 화학적 약물 기반의 치료법이 아닌 전기자극을 이용하여 자궁의 수축을 억제하는 치료기기로서 신개념의 의료기술로 발전할 가능성이 있다.”라고 말하며, “KIST와 고려대 안암병원의 중개연구센터 사업으로 시작된 본 연구는 향후 범부처의료기기 사업과 같은 정부 지원을 받아 임상 연구를 추진할 계획이다.”라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST와 고려대안암병원 중계연구센터(TRC- Translational Research Center)으로 수행되었으며, 연구 결과는 전기전자 분야 국제학술지인 ‘IEEE-Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering’ 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Non-invasive Ring Electrode with a Wireless Electrical Recording and Stimulating System for Monitoring Preterm Labor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이이재 선임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이창혁 선임연구원 - (교신저자) 고려대학교 안암병원 안기훈 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이수현 책임연구원？ <그림설명> [그림 1] 도넛 형태의 (Ring type) 전자약의 개념도 (기록용/자극용 전극 및 mini board) [그림 2] 제작된 도넛 형태의 전자약 이미지 [그림 3] 임신한 돼지의 자궁경부에 삽입된 전자약을 이용한 무선 자궁 수축신호 기록 및 전기자극을 통한 자궁 수축 지연/억제 실험 개념도 전자약에 연결된 송신기를 돼지의 등에 별도로 부착하여 자궁 수축 신호를 측정 [그림 4] 개발된 전자약을 통한 자궁 수축 개선을 보여주는 그래프 - 왼쪽 그래프 A, B: 자궁 수축을 유도하는 약물을 (Oxytocin, PGF2-a) 주입한 후, 기록용 전극을 통해서 자궁 수축을 감지하고 자극용 전극을 통해서 전기자극을 주는 동안 수축이 억제 및 지연되는 것을 확인함 - 오른쪽 그래프 A, B: 임신한 돼지의 출산 예정 당일, 전자약을 통해서 자궁 수축을 감지하고 전기자극을 주는 동안 자궁 수축신호가 억제 및 지연되는 것을 확인함

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위험한 조산, 획기적으로 줄일 수 있는 전자약 개발

- 비침습적 전자약으로 자궁 수축신호 감지하여 조산 조기진단 - 자율신경을 조절하는 전기신호로 자궁 수축을 억제해 조산 방지 조산은 전체 임신의 12.7%를 차지하고 있으며, 전체 출산율은 감소하는데, 조산으로 인한 ‘이른둥이’의 발생 비율은 7년 연속 증가하고 있다. ‘이른둥이’는 신생아 사망의 절반을 차지할 뿐 아니라, 신경학적 장애와 같은 합병증으로, 발달장애, 호흡기 합병증 등 영아가 추후 장애를 갖게 되는 경우가 많다. 현재까지 조산은 임산부가 본인 스스로 신체적인 이상을 감지하거나 정기적 초음파 측정, 질내 체액 측정 등의 검사를 받아야만 진단할 수 있지만, 조기진단이 어렵고 자궁수축억제제와 같은 부작용이 우려되는 화학적 치료제의 투입 외에는 다른 치료 방법이 많지 않은 실정이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 뇌과학연구소 이수현 박사 연구팀이 고려대학교 안암병원(원장 박종훈) 산부인과 안기훈 교수팀과의 공동연구를 통해 조산을 조기에 진단하고, 동시에 치료할 수 있는 비침습형 전자약(Electroceutical 개발했다고 밝혔다. 일반적으로 조산은 자연적인 조기 진통, 조기 양막 파수 등 다양한 원인에 의한 것으로 알려져 있지만, 자궁이 불규칙적으로 수축하는 증상이 공통적으로 나타난다. KIST 연구진은 도넛 모양의 신경전극을 개발해 임산부의 자궁경부에 비침습적으로 삽입한 후, 자궁 수축신호를 실시간으로 감지하여 조산을 조기에 진단할 수 있게 했다. 뿐만 아니라, 개발한 신경전극은 자궁의 수축신호를 감지한 후 교감신경을 자극하는 전기신호를 발생시킬 수 있어서 교감신경의 자극을 받으면 자궁 내 근육이 이완되어 자궁의 수축을 억제할 수 있는 전자약으로 기능할 수 있다. 연구팀은 이 전자약을 조산 쥐와 돼지 모델에서 진단에서부터 치료까지 그 안전성 및 기능을 검증한 결과, 전자약을 통해 발생시킨 전기자극으로 자궁 수축 현상을 지연 및 억제할 수 있음을 확인하였다. 고려대학교 안암병원 산부인과 안기훈 교수는 "전 세계적으로 자궁수축억제에 대한 신약 개발이 활발히 진행되어왔지만, 미미한 효과와 부작용 때문에 새로운 기전으로 작용하는 의료기기에 대한 임상적 필요성 때문에 개발을 진행하였다."라며 "이번에 개발된 최초의 자궁수축조절 의료기기를 통해 조산으로 인한 영아 사망 및 후유증을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대한다."라고 밝혔다. KIST 이수현 박사는 “개발된 도넛 형태의 전자약은 기존의 화학적 약물 기반의 치료법이 아닌 전기자극을 이용하여 자궁의 수축을 억제하는 치료기기로서 신개념의 의료기술로 발전할 가능성이 있다.”라고 말하며, “KIST와 고려대 안암병원의 중개연구센터 사업으로 시작된 본 연구는 향후 범부처의료기기 사업과 같은 정부 지원을 받아 임상 연구를 추진할 계획이다.”라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST와 고려대안암병원 중계연구센터(TRC- Translational Research Center)으로 수행되었으며, 연구 결과는 전기전자 분야 국제학술지인 ‘IEEE-Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering’ 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Non-invasive Ring Electrode with a Wireless Electrical Recording and Stimulating System for Monitoring Preterm Labor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이이재 선임연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이창혁 선임연구원 - (교신저자) 고려대학교 안암병원 안기훈 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이수현 책임연구원？ <그림설명> [그림 1] 도넛 형태의 (Ring type) 전자약의 개념도 (기록용/자극용 전극 및 mini board) [그림 2] 제작된 도넛 형태의 전자약 이미지 [그림 3] 임신한 돼지의 자궁경부에 삽입된 전자약을 이용한 무선 자궁 수축신호 기록 및 전기자극을 통한 자궁 수축 지연/억제 실험 개념도 전자약에 연결된 송신기를 돼지의 등에 별도로 부착하여 자궁 수축 신호를 측정 [그림 4] 개발된 전자약을 통한 자궁 수축 개선을 보여주는 그래프 - 왼쪽 그래프 A, B: 자궁 수축을 유도하는 약물을 (Oxytocin, PGF2-a) 주입한 후, 기록용 전극을 통해서 자궁 수축을 감지하고 자극용 전극을 통해서 전기자극을 주는 동안 수축이 억제 및 지연되는 것을 확인함 - 오른쪽 그래프 A, B: 임신한 돼지의 출산 예정 당일, 전자약을 통해서 자궁 수축을 감지하고 전기자극을 주는 동안 자궁 수축신호가 억제 및 지연되는 것을 확인함

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