KIST, 초음파 기반 기술로 생체 삽입형 배터리 무선 충전 - KIST-고려대 연구팀, 생체 친화적 초음파 수신기 개발 - 수중환경 및 인체삽입형 전자기기의 배터리 무선 충전에 활용 기대 수중환경 전자기기 혹은 이식형 의료 전자기기에 대한 수요 증가에 따라 이에 대한 안정적이고 지속적인 전력 공급은 필수적이다. 그러나 스마트폰과 무선 이어폰 등에 사용되는 기존의 무선 충전 방식(전자기 유도, Radio Frequency 기반 충전 등)은 전송 거리가 짧거나, 생체 조직 내 에너지 전달 효율이 낮으며, 전자파 간섭 등의 문제를 안고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 최근 연구진들은 새로운 무선 전력 전송 기술 방식으로 초음파를 이용한 방식을 고려하고 있다. 초음파는 인체 친화적이며 조직 흡수가 적어, 이식형 및 피부 부착형 기기에서 더욱 안정적인 에너지 전송이 가능하다는 장점이 있다. 이에 따라 초음파 에너지를 활용한 무선 충전 기술이 차세대 전력 전송 방식으로 부상하고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 전자융합소재연구센터 허성훈 박사 연구팀과 고려대학교 송현철 교수 연구팀은 구부러져도 성능이 유지되는 생체 친화적 초음파 수신기를 개발했다. 개발 수신기는 기존 무선 전력 전송 방식이 가진 여러 한계를 극복하는 동시에 생체 적합성을 높여, 차세대 웨어러블 및 이식형 전자기기에 적용할 수 있을 것으로 보인다. 또한, 연구진은 초음파를 수신해 배터리 무선 충전을 실증함으로써 기술의 실용화를 위한 중요한 발판을 마련했다. 특히, 연구진은 고효율 압전 소재와 독자적인 구조 설계를 통해 기존 초음파 수신기 대비 전력 변환 효율을 획기적으로 향상시켰다. 신축성과 생체 적합성을 갖춘 초음파 수신기를 설계해 인체 곡면에 밀착하면서도 안정적인 전력 변환을 성공시킨 결과, 수중 3cm 거리에서 20mW의 전력을, 피부로부터 3cm 깊이에서는 7mW 수준의 전력을 전송할 수 있었다. 이는 저전력 웨어러블 기기나 이식형 의료기기의 지속적인 구동에 충분한 전력량으로 평가된다. 이번 연구 성과는 초음파 기반 무선 충전 기술이 수중 전자기기 및 이식형 의료 전자기기의 실용화를 앞당기는 데 기여할 것으로 기대된다. 특히, 이식형 심박 조율기, 신경 자극기, 웨어러블 센서와 같은 저전력 의료기기에 안전하고 지속적인 전력을 공급할 수 있는 새로운 패러다임을 제시할 것으로 보인다. 또한, 의료기기뿐만 아니라 수중 드론이나 장기적인 전력 공급이 필요한 해양 센서에도 적용될 가능성이 있어, 다양한 산업 분야에서도 활용도가 높을 것으로 전망된다. KIST 허성훈 박사는 "이번 연구를 통해 초음파를 활용한 무선 전력 전송 기술이 실질적으로 적용될 수 있음을 입증했다"며 "향후 소형화 및 상용화를 위한 추가 연구를 진행하여 기술의 실용화를 앞당길 계획"이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 기관고유사업 및 한국연구재단 나노·소재기술개발사업(RS202400448865)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 소재 분야 국제 학술지인 「Advanced Materials」 (IF: 27.4, JCR 소재 분야 상위 1.9%) 최신호에 게재 및 표지로 선정됐다. * (논문명) A Body Conformal Ultrasound Receiver for Efficient and Stable Wireless Power Transfer in Deep Percutaneous Charging [그림 1] 초음파 무선 충전을 통한 배터리 충전 인체 삽입형 의료 전자기기의 배터리 무선충전과정을 가정 시, 인체에 밀착 부착과정에서 구부러지고 변형되어도 성능이 유지됨을 보여주는 초음파 수신기 모식도 [그림 2] 소자 활용 개념도 및 내부 구성도 (좌) 마찰전기 방식의 초음파 수신기를 삽입형 의료 전자기기기에 적용할 경우의 예상도 (우) 소자 세부 구성도

KIST, 초음파 기반 기술로 생체 삽입형 배터리 무선 충전 - KIST-고려대 연구팀, 생체 친화적 초음파 수신기 개발 - 수중환경 및 인체삽입형 전자기기의 배터리 무선 충전에 활용 기대 수중환경 전자기기 혹은 이식형 의료 전자기기에 대한 수요 증가에 따라 이에 대한 안정적이고 지속적인 전력 공급은 필수적이다. 그러나 스마트폰과 무선 이어폰 등에 사용되는 기존의 무선 충전 방식(전자기 유도, Radio Frequency 기반 충전 등)은 전송 거리가 짧거나, 생체 조직 내 에너지 전달 효율이 낮으며, 전자파 간섭 등의 문제를 안고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 최근 연구진들은 새로운 무선 전력 전송 기술 방식으로 초음파를 이용한 방식을 고려하고 있다. 초음파는 인체 친화적이며 조직 흡수가 적어, 이식형 및 피부 부착형 기기에서 더욱 안정적인 에너지 전송이 가능하다는 장점이 있다. 이에 따라 초음파 에너지를 활용한 무선 충전 기술이 차세대 전력 전송 방식으로 부상하고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 전자융합소재연구센터 허성훈 박사 연구팀과 고려대학교 송현철 교수 연구팀은 구부러져도 성능이 유지되는 생체 친화적 초음파 수신기를 개발했다. 개발 수신기는 기존 무선 전력 전송 방식이 가진 여러 한계를 극복하는 동시에 생체 적합성을 높여, 차세대 웨어러블 및 이식형 전자기기에 적용할 수 있을 것으로 보인다. 또한, 연구진은 초음파를 수신해 배터리 무선 충전을 실증함으로써 기술의 실용화를 위한 중요한 발판을 마련했다. 특히, 연구진은 고효율 압전 소재와 독자적인 구조 설계를 통해 기존 초음파 수신기 대비 전력 변환 효율을 획기적으로 향상시켰다. 신축성과 생체 적합성을 갖춘 초음파 수신기를 설계해 인체 곡면에 밀착하면서도 안정적인 전력 변환을 성공시킨 결과, 수중 3cm 거리에서 20mW의 전력을, 피부로부터 3cm 깊이에서는 7mW 수준의 전력을 전송할 수 있었다. 이는 저전력 웨어러블 기기나 이식형 의료기기의 지속적인 구동에 충분한 전력량으로 평가된다. 이번 연구 성과는 초음파 기반 무선 충전 기술이 수중 전자기기 및 이식형 의료 전자기기의 실용화를 앞당기는 데 기여할 것으로 기대된다. 특히, 이식형 심박 조율기, 신경 자극기, 웨어러블 센서와 같은 저전력 의료기기에 안전하고 지속적인 전력을 공급할 수 있는 새로운 패러다임을 제시할 것으로 보인다. 또한, 의료기기뿐만 아니라 수중 드론이나 장기적인 전력 공급이 필요한 해양 센서에도 적용될 가능성이 있어, 다양한 산업 분야에서도 활용도가 높을 것으로 전망된다. KIST 허성훈 박사는 "이번 연구를 통해 초음파를 활용한 무선 전력 전송 기술이 실질적으로 적용될 수 있음을 입증했다"며 "향후 소형화 및 상용화를 위한 추가 연구를 진행하여 기술의 실용화를 앞당길 계획"이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 기관고유사업 및 한국연구재단 나노·소재기술개발사업(RS202400448865)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 소재 분야 국제 학술지인 「Advanced Materials」 (IF: 27.4, JCR 소재 분야 상위 1.9%) 최신호에 게재 및 표지로 선정됐다. * (논문명) A Body Conformal Ultrasound Receiver for Efficient and Stable Wireless Power Transfer in Deep Percutaneous Charging [그림 1] 초음파 무선 충전을 통한 배터리 충전 인체 삽입형 의료 전자기기의 배터리 무선충전과정을 가정 시, 인체에 밀착 부착과정에서 구부러지고 변형되어도 성능이 유지됨을 보여주는 초음파 수신기 모식도 [그림 2] 소자 활용 개념도 및 내부 구성도 (좌) 마찰전기 방식의 초음파 수신기를 삽입형 의료 전자기기기에 적용할 경우의 예상도 (우) 소자 세부 구성도

KIST, 초음파 기반 기술로 생체 삽입형 배터리 무선 충전 - KIST-고려대 연구팀, 생체 친화적 초음파 수신기 개발 - 수중환경 및 인체삽입형 전자기기의 배터리 무선 충전에 활용 기대 수중환경 전자기기 혹은 이식형 의료 전자기기에 대한 수요 증가에 따라 이에 대한 안정적이고 지속적인 전력 공급은 필수적이다. 그러나 스마트폰과 무선 이어폰 등에 사용되는 기존의 무선 충전 방식(전자기 유도, Radio Frequency 기반 충전 등)은 전송 거리가 짧거나, 생체 조직 내 에너지 전달 효율이 낮으며, 전자파 간섭 등의 문제를 안고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 최근 연구진들은 새로운 무선 전력 전송 기술 방식으로 초음파를 이용한 방식을 고려하고 있다. 초음파는 인체 친화적이며 조직 흡수가 적어, 이식형 및 피부 부착형 기기에서 더욱 안정적인 에너지 전송이 가능하다는 장점이 있다. 이에 따라 초음파 에너지를 활용한 무선 충전 기술이 차세대 전력 전송 방식으로 부상하고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 전자융합소재연구센터 허성훈 박사 연구팀과 고려대학교 송현철 교수 연구팀은 구부러져도 성능이 유지되는 생체 친화적 초음파 수신기를 개발했다. 개발 수신기는 기존 무선 전력 전송 방식이 가진 여러 한계를 극복하는 동시에 생체 적합성을 높여, 차세대 웨어러블 및 이식형 전자기기에 적용할 수 있을 것으로 보인다. 또한, 연구진은 초음파를 수신해 배터리 무선 충전을 실증함으로써 기술의 실용화를 위한 중요한 발판을 마련했다. 특히, 연구진은 고효율 압전 소재와 독자적인 구조 설계를 통해 기존 초음파 수신기 대비 전력 변환 효율을 획기적으로 향상시켰다. 신축성과 생체 적합성을 갖춘 초음파 수신기를 설계해 인체 곡면에 밀착하면서도 안정적인 전력 변환을 성공시킨 결과, 수중 3cm 거리에서 20mW의 전력을, 피부로부터 3cm 깊이에서는 7mW 수준의 전력을 전송할 수 있었다. 이는 저전력 웨어러블 기기나 이식형 의료기기의 지속적인 구동에 충분한 전력량으로 평가된다. 이번 연구 성과는 초음파 기반 무선 충전 기술이 수중 전자기기 및 이식형 의료 전자기기의 실용화를 앞당기는 데 기여할 것으로 기대된다. 특히, 이식형 심박 조율기, 신경 자극기, 웨어러블 센서와 같은 저전력 의료기기에 안전하고 지속적인 전력을 공급할 수 있는 새로운 패러다임을 제시할 것으로 보인다. 또한, 의료기기뿐만 아니라 수중 드론이나 장기적인 전력 공급이 필요한 해양 센서에도 적용될 가능성이 있어, 다양한 산업 분야에서도 활용도가 높을 것으로 전망된다. KIST 허성훈 박사는 "이번 연구를 통해 초음파를 활용한 무선 전력 전송 기술이 실질적으로 적용될 수 있음을 입증했다"며 "향후 소형화 및 상용화를 위한 추가 연구를 진행하여 기술의 실용화를 앞당길 계획"이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 기관고유사업 및 한국연구재단 나노·소재기술개발사업(RS202400448865)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 소재 분야 국제 학술지인 「Advanced Materials」 (IF: 27.4, JCR 소재 분야 상위 1.9%) 최신호에 게재 및 표지로 선정됐다. * (논문명) A Body Conformal Ultrasound Receiver for Efficient and Stable Wireless Power Transfer in Deep Percutaneous Charging [그림 1] 초음파 무선 충전을 통한 배터리 충전 인체 삽입형 의료 전자기기의 배터리 무선충전과정을 가정 시, 인체에 밀착 부착과정에서 구부러지고 변형되어도 성능이 유지됨을 보여주는 초음파 수신기 모식도 [그림 2] 소자 활용 개념도 및 내부 구성도 (좌) 마찰전기 방식의 초음파 수신기를 삽입형 의료 전자기기기에 적용할 경우의 예상도 (우) 소자 세부 구성도

기관 주요사업으로 초고난도 그랜드챌린지(GRaND Challenge) 과제 선정·추진 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)이 그랜드챌린지(GC, GRaND Challenge) 사업을 통해 세상을 바꿀 새로운 연구에 첫발을 내딛었다. KIST는 새로이 도전하는 GC 사업을 통해 성공 가능성은 매우 낮지만 성공하면 세상을 바꿀 수 있는 초고난도 연구를 추진한다. 이를 통해 과감하고 모험적인 R&D를 적극 수행하는 도전적 연구환경을 조성할 계획이다. 지난해 취임한 KIST 윤석진 원장은 KIST를 포함한 출연(연)들의 문제점으로 제기되어온 ‘성과 중심의 연구 지향’, ‘성공 가능성이 높은 연구 추진’ 등을 과감히 탈피하여 미지 영역의 답이 없는 연구, 세계 최초의 연구를 시도하겠다는 비전을 제시한 바 있다. KIST는 작년 11월 GC 후보 과제 공모를 시작해 총 22건의 과제가 접수되었고, 내부 연구기획위원회를 통해 이 가운데 9건을 선정하여 사전 기획연구를 진행했다. 이후 연구주제별 국내외 전문가 17인의 평가를 거쳐 지난 8월말 ‘자폐 조기 진단 및 치료제 개발’, ‘지방 면역 유도 노화제어 기술’, ‘인공 광수용체 기반 시각 복원 기술’의 3개 과제를 최종 선정했다. ‘자폐 조기 진단 및 치료제 개발(연구책임자 추현아 박사)’은 조기에 진단할수록 치료 효과가 큰 자폐를 증상별 핵심 기전 기반으로 조기 진단하고, 맞춤형 치료제를 개발하는 것이 목표다. 현재 가장 빠르게 진단할 수 있는 기술은 생후 14개월 이후 진단이 가능하며, 자폐 연구에 앞서 있다고 평가받는 미국에서조차 평균 자폐 진단 연령은 4.5년에 불과하다. 연구팀은 연속 뇌추적 기법을 개발하여 출생 직후 자폐를 진단하고, 자폐 증상별 치료제를 제안하는 것을 목표로 한다. 연구팀은 또한 MIT, 하버드대 및 듀크대 등과 글로벌 네트워크 협업 연구도 수행할 예정이다. ‘지방 면역 유도 노화제어 기술 개발(연구책임자 김세훈 박사)’은 초고령 사회를 대비해 건강한 노화를 유도하는 원천기술 개발을 목표로 한다. 나이가 듦에 따라 노화세포가 가장 많이 축적되는 조직이 내장지방이라는 부분에 착안해 지방조직 내의 노화세포-면역세포 간 생물학적 상호작용을 규명하고, 면역시스템을 올바른 방향으로 유도해 전신 노화 현상을 통제하는 새로운 개념의 노화 제어기술을 개발할 계획이다. ‘인공 광수용체 기반 시각복원 기술 개발(연구책임자 김재헌 박사)’은 인공 광수용체를 활용하여 지속적이면서 색 인지가 가능한 인공망막 원천기술 개발을 목표로 한다. 카메라 기반 인공 망막, 시신경 자극기 등 답보상태에 있는 기존 기술과 차별화된 새로운 접근 방식으로, 망막이 손상된 환자의 시신경에 인공 광수용체를 도입하여 시력을 복원하는 패러다임 전환형 기술을 확보하여 고령화로 증가되는 시각 장애 극복 및 망막 질환으로 인한 사회적, 경제적 손실 감소시키고 인공망막 시장을 선도하고자 한다. 본 과제들은 향후 3년간 연구를 수행하고 목표의 달성(Attainment)뿐 아니라 성장(Growth) 관점에서의 평가를 통해 추가 3년의 연구를 수행할 수 있다. 선정된 3개 과제의 성공적 수행을 위하여 연구비, 공간, 시설 등 다양한 방식으로 연구자 맞춤형 지원이 이루어질 예정이다. KIST 윤석진 원장은 “도전적 연구를 수행하는데 있어 가장 큰 걸림돌은 연구수행 결과의 가치를 논문 등으로 입증해야 하는 평가제도에 있다. GC과제는 기존 연구를 통해 실현 가능성이 입증된 분야가 아니기 때문에 모험적 연구수행의 결과물과 과정 모두를 성과로 인정해주는 방식이다. 이러한 방식으로 도전적 연구를 더욱 장려하는 문화를 만들어가겠다”고 강조했다. 그림설명 [그림 1] 자폐 조기 진단 및 치료제 개발 [그림 2] 지방 면역 유도 노화제어(AIGE) 기술 개요도 [그림 3] 시신경에 인공 광수용체를 도입하여 시력 복원

우리 원이 중소기업을 지원하기 위해 본격적인 지원시스템 구축에 나선다. 우리 원 중소기업지원센터는 8월 29일, 30일 양일간에 걸쳐 우리원 패밀리기업 K-Club과 함께 ‘K-Club Workshop’을 우리 원 강릉분원에서 개최했다고 밝혔다. 중소기업지원에 실질적 도움을 주고, K-Club 회원사간의 시너지 창출을 위한 교류의 장을 마련하기 위해 열린 본 행사는 회원 기업들, 회원사와 1:1로 매칭하여 활동중인 우리 원 기술 멘토, 우리 원 중소기업전담 전문위원 및 정부출연연구소(한국과학기술정보연구원, 한국생산기술연구원, 한국전자부품연구원, 한국전자통신연구원) 연구원 등 약 70여명이 참석한 가운데 개최되었다. 오상록 강릉분원장, 신경호 기술사업단장의 개회사에 이어 관련분야 전문가들의 중소기업지원 정책 안내 및 K-Club 회원사들의 산업분야별 그룹미팅 등이 이루어졌다. K-Club 회원사의 산업분야별 그룹미팅은 산업분야별 기술적 애로사항을 해결하고, 산업동향 파악을 통하여 기업의 기술개발방향을 설정하는데 도움을 주기 위한 것으로, 각 그룹토론에는 우리 원 멘토 및 중소기업지원센터의 중소기업지원 전담전문위원들이 참석했다. 또한 K-Club 회원사들이 희망하는 출연연의(한국과학기술정보연구원, 한국생산기술연구원, 한국전자부품연구원, 한국전자통신연구원)의 전문가들을 초빙하여 중소기업의 기술적 애로사항 해결이 이루어질 수 있도록 하였다. 한편, ‘K-Club Workshop 2014’의 본 행사에 앞서 우리 원이 보유한 기술을 무상 또는 중소기업맞춤형 유상조건으로 중소기업에게 양도권 및 실시권을 주는 ‘특허나눔행사’가 열렸다. 본 행사에서 KIST(신경호 기술사업단장)는 K-Club 회원사인 ㈜코비와 3건(2건 유상, 1건 무상)의 양도계약 및 2건의 무상 실시계약을 체결하였다. ㈜코비는 실시간 수질 원격 관리 시스템을 전세계 보급하여 순수 국산기술력을 바탕으로 급성장하고 있는 기업으로 앞으로도 글로벌 강소기업으로의 성장이 기대되는 대표적인 K-Club 회원사 중 하나이다. 우리 원 이병권 원장은 “K-Club 프로그램의 확대. 강화하여 마케팅, 경영 및 자금 컨설팅, 연구인력 지원, 이종산업간 네트워킹 등 해당 분야의 전문가들과 회원사가 유기적으로 협조하며 중소기업이 글로벌 강소기업으로 성장할 수 있도록 지원할 예정이다”라고 말했다. * K-Club : 우리 원이 2013년 중소기업 지원을 위해 발족한 프로그램으로 우리 원 패밀리 기업에게는 우리 원 및 협업 기관이 집중적으로 컨설팅을 제공하여 사업 초기 단계 기업들이 성장할 수 있도록 지원한다. 2014년 현재 36개사의 패밀리기업이 참여 중이다.

- 알츠하이머 주요 원인 물질인 베타-아밀로이드를 선택적으로 흡입, 제거 - 응용범위 확장 후 다양한 질병 치료에 적용 가능 베타-아밀로이드 단백질은 뇌 속에 비정상적으로 축적되어 알츠하이머병의 주요 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 최근 KIST 연구진이 베타-아밀로이드 단백질만을 선택적으로 흡입하여 제거하는 나노 구조체를 개발하여 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 분자인식연구센터 이준석 박사팀이 한국과학기술원(KAIST, 총장 신성철) 신소재공학과 박찬범 교수팀, 아르곤 국립연구소와의 공동연구를 통해 치매의 주요 원인 물질로 꼽히는 베타-아밀로이드 단백질을 흡입하여 제거함으로써 알츠하이머 질환의 진행을 예방하는 나노청소기를 개발했다고 밝혔다. 베타-아밀로이드 단백질은 뇌 속에서 응집되는 특성이 있다. 이 단백질이 과도하게 응집되면 신경세포를 사멸시키고 시냅스를 파괴하여 알츠하이머의 진행을 가속시킨다. 이러한 응집을 막기 위해 베타-아밀로이드 단백질의 생성을 차단하거나, 생성된 단백질이 서로 응집되지 않도록 항체 및 저해제를 활용하는 연구가 여러 방면에서 진행되고 있으나 아직 효과적인 치매 치료제는 개발되지 못했다. KIST 이준석 박사팀은 상기 기존 방식이 아닌 생성된 베타-아밀로이드 단백질을 원천적으로 흡입하여 제거하는 새로운 접근법을 통해 독성물질의 생성을 예방하는 전략에 주목하였다. 이와 같은 특정 단백질(베타-아밀로이드)을 효율적으로 제거하기 위해서는 항체와 같은 베타-아밀로이드를 선택성을 가진 물질이 필요하다. 하지만 기존의 항체는 체내에서 안정성이 떨어지고 체내 다른 분자와도 결합할 수 있어 그 효율성이 떨어진다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 거대한 구멍을 갖는 나노입자를 디자인하여 넓은 표면적을 갖는 나노 구조체를 제작했다. 연구진은 이 구조체에 표적 물질에 대한 선택성은 높으면서도 보통의 항체보다 작아 더 높은 효율로 흡입할 수 있는 미니항체(scFv)를 부착하여 표적 물질인 베타-아밀로이드 단백질을 선별하여 흡착하도록 하였다. KIST 연구진이 개발한 나노청소기는 베타-아밀로이드 단백질을 효과적으로 흡착하여 베타-아밀로이드 단백질의 비정상적 응집을 80% 이상 차단하여 신경독성을 완화하였다. 또한, 연구진은 동물실험을 통해 그 효과를 입증하여 미래 항-아밀로이드성 억제제로서의 가능성을 입증하였다. 본 연구를 주도한 KIST 이준석 박사는 “나노청소기를 이용해 베타-아밀로이드나 타우 단백질에 대한 흡입을 통해 신경독성 물질의 응집저해가 가능할 뿐만 아니라, 응용 범위를 확장하면 체내 다양한 유해물질을 선택적으로 제거할 수 있는 나노청소기로써 질병 예방 및 건강증진에 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 ‘Advanced functional Materials’(IF: 15.621, JCR 분야 상위 3.041%) 표지논문(Front Cover)으로 선정되어 게재될 예정이다. * (논문명) Silica Nanodepletors: Targeting and Clearing Alzheimer’s β？Amyloid Plaques - (제1저자) 한국과학기술연구원 정희진 석사과정 - (제1저자) 한국과학기술원 정유정 박사과정 - (제1저자) 한국과학기술연구원 이창헌 박사 - (제1저자) 미국 아르곤 국립연구소 Rosemarie Wilton 박사 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이준석 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술원 박찬범 교수 - (교신저자) 미국 아르곤 국립연구소 Elena A. Rozhkova 박사 <그림설명> [그림 1] 표지논문 이미지 [그림 2] 특정 물질을 타겟팅하여 빨아들이는 나노청소기의 구성 및 작용 개략도 미니항체가 접합된 다공성 실리카 나노구조체는 특정 타겟 물질을 선택적으로 표적화하고 흡수한다. 그림1의 경우 베타-아밀로이드를 대상으로 진행하였으며, 베타-아밀로이드의 자가 조립을 억제하여 플라크의 침착으로 이어지는 일련의 과정을 차단하였다.

- 알츠하이머 주요 원인 물질인 베타-아밀로이드를 선택적으로 흡입, 제거 - 응용범위 확장 후 다양한 질병 치료에 적용 가능 베타-아밀로이드 단백질은 뇌 속에 비정상적으로 축적되어 알츠하이머병의 주요 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 최근 KIST 연구진이 베타-아밀로이드 단백질만을 선택적으로 흡입하여 제거하는 나노 구조체를 개발하여 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 분자인식연구센터 이준석 박사팀이 한국과학기술원(KAIST, 총장 신성철) 신소재공학과 박찬범 교수팀, 아르곤 국립연구소와의 공동연구를 통해 치매의 주요 원인 물질로 꼽히는 베타-아밀로이드 단백질을 흡입하여 제거함으로써 알츠하이머 질환의 진행을 예방하는 나노청소기를 개발했다고 밝혔다. 베타-아밀로이드 단백질은 뇌 속에서 응집되는 특성이 있다. 이 단백질이 과도하게 응집되면 신경세포를 사멸시키고 시냅스를 파괴하여 알츠하이머의 진행을 가속시킨다. 이러한 응집을 막기 위해 베타-아밀로이드 단백질의 생성을 차단하거나, 생성된 단백질이 서로 응집되지 않도록 항체 및 저해제를 활용하는 연구가 여러 방면에서 진행되고 있으나 아직 효과적인 치매 치료제는 개발되지 못했다. KIST 이준석 박사팀은 상기 기존 방식이 아닌 생성된 베타-아밀로이드 단백질을 원천적으로 흡입하여 제거하는 새로운 접근법을 통해 독성물질의 생성을 예방하는 전략에 주목하였다. 이와 같은 특정 단백질(베타-아밀로이드)을 효율적으로 제거하기 위해서는 항체와 같은 베타-아밀로이드를 선택성을 가진 물질이 필요하다. 하지만 기존의 항체는 체내에서 안정성이 떨어지고 체내 다른 분자와도 결합할 수 있어 그 효율성이 떨어진다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 거대한 구멍을 갖는 나노입자를 디자인하여 넓은 표면적을 갖는 나노 구조체를 제작했다. 연구진은 이 구조체에 표적 물질에 대한 선택성은 높으면서도 보통의 항체보다 작아 더 높은 효율로 흡입할 수 있는 미니항체(scFv)를 부착하여 표적 물질인 베타-아밀로이드 단백질을 선별하여 흡착하도록 하였다. KIST 연구진이 개발한 나노청소기는 베타-아밀로이드 단백질을 효과적으로 흡착하여 베타-아밀로이드 단백질의 비정상적 응집을 80% 이상 차단하여 신경독성을 완화하였다. 또한, 연구진은 동물실험을 통해 그 효과를 입증하여 미래 항-아밀로이드성 억제제로서의 가능성을 입증하였다. 본 연구를 주도한 KIST 이준석 박사는 “나노청소기를 이용해 베타-아밀로이드나 타우 단백질에 대한 흡입을 통해 신경독성 물질의 응집저해가 가능할 뿐만 아니라, 응용 범위를 확장하면 체내 다양한 유해물질을 선택적으로 제거할 수 있는 나노청소기로써 질병 예방 및 건강증진에 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 ‘Advanced functional Materials’(IF: 15.621, JCR 분야 상위 3.041%) 표지논문(Front Cover)으로 선정되어 게재될 예정이다. * (논문명) Silica Nanodepletors: Targeting and Clearing Alzheimer’s β？Amyloid Plaques - (제1저자) 한국과학기술연구원 정희진 석사과정 - (제1저자) 한국과학기술원 정유정 박사과정 - (제1저자) 한국과학기술연구원 이창헌 박사 - (제1저자) 미국 아르곤 국립연구소 Rosemarie Wilton 박사 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이준석 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술원 박찬범 교수 - (교신저자) 미국 아르곤 국립연구소 Elena A. Rozhkova 박사 <그림설명> [그림 1] 표지논문 이미지 [그림 2] 특정 물질을 타겟팅하여 빨아들이는 나노청소기의 구성 및 작용 개략도 미니항체가 접합된 다공성 실리카 나노구조체는 특정 타겟 물질을 선택적으로 표적화하고 흡수한다. 그림1의 경우 베타-아밀로이드를 대상으로 진행하였으며, 베타-아밀로이드의 자가 조립을 억제하여 플라크의 침착으로 이어지는 일련의 과정을 차단하였다.

- 알츠하이머 주요 원인 물질인 베타-아밀로이드를 선택적으로 흡입, 제거 - 응용범위 확장 후 다양한 질병 치료에 적용 가능 베타-아밀로이드 단백질은 뇌 속에 비정상적으로 축적되어 알츠하이머병의 주요 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 최근 KIST 연구진이 베타-아밀로이드 단백질만을 선택적으로 흡입하여 제거하는 나노 구조체를 개발하여 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 분자인식연구센터 이준석 박사팀이 한국과학기술원(KAIST, 총장 신성철) 신소재공학과 박찬범 교수팀, 아르곤 국립연구소와의 공동연구를 통해 치매의 주요 원인 물질로 꼽히는 베타-아밀로이드 단백질을 흡입하여 제거함으로써 알츠하이머 질환의 진행을 예방하는 나노청소기를 개발했다고 밝혔다. 베타-아밀로이드 단백질은 뇌 속에서 응집되는 특성이 있다. 이 단백질이 과도하게 응집되면 신경세포를 사멸시키고 시냅스를 파괴하여 알츠하이머의 진행을 가속시킨다. 이러한 응집을 막기 위해 베타-아밀로이드 단백질의 생성을 차단하거나, 생성된 단백질이 서로 응집되지 않도록 항체 및 저해제를 활용하는 연구가 여러 방면에서 진행되고 있으나 아직 효과적인 치매 치료제는 개발되지 못했다. KIST 이준석 박사팀은 상기 기존 방식이 아닌 생성된 베타-아밀로이드 단백질을 원천적으로 흡입하여 제거하는 새로운 접근법을 통해 독성물질의 생성을 예방하는 전략에 주목하였다. 이와 같은 특정 단백질(베타-아밀로이드)을 효율적으로 제거하기 위해서는 항체와 같은 베타-아밀로이드를 선택성을 가진 물질이 필요하다. 하지만 기존의 항체는 체내에서 안정성이 떨어지고 체내 다른 분자와도 결합할 수 있어 그 효율성이 떨어진다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 거대한 구멍을 갖는 나노입자를 디자인하여 넓은 표면적을 갖는 나노 구조체를 제작했다. 연구진은 이 구조체에 표적 물질에 대한 선택성은 높으면서도 보통의 항체보다 작아 더 높은 효율로 흡입할 수 있는 미니항체(scFv)를 부착하여 표적 물질인 베타-아밀로이드 단백질을 선별하여 흡착하도록 하였다. KIST 연구진이 개발한 나노청소기는 베타-아밀로이드 단백질을 효과적으로 흡착하여 베타-아밀로이드 단백질의 비정상적 응집을 80% 이상 차단하여 신경독성을 완화하였다. 또한, 연구진은 동물실험을 통해 그 효과를 입증하여 미래 항-아밀로이드성 억제제로서의 가능성을 입증하였다. 본 연구를 주도한 KIST 이준석 박사는 “나노청소기를 이용해 베타-아밀로이드나 타우 단백질에 대한 흡입을 통해 신경독성 물질의 응집저해가 가능할 뿐만 아니라, 응용 범위를 확장하면 체내 다양한 유해물질을 선택적으로 제거할 수 있는 나노청소기로써 질병 예방 및 건강증진에 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 ‘Advanced functional Materials’(IF: 15.621, JCR 분야 상위 3.041%) 표지논문(Front Cover)으로 선정되어 게재될 예정이다. * (논문명) Silica Nanodepletors: Targeting and Clearing Alzheimer’s β？Amyloid Plaques - (제1저자) 한국과학기술연구원 정희진 석사과정 - (제1저자) 한국과학기술원 정유정 박사과정 - (제1저자) 한국과학기술연구원 이창헌 박사 - (제1저자) 미국 아르곤 국립연구소 Rosemarie Wilton 박사 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이준석 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술원 박찬범 교수 - (교신저자) 미국 아르곤 국립연구소 Elena A. Rozhkova 박사 <그림설명> [그림 1] 표지논문 이미지 [그림 2] 특정 물질을 타겟팅하여 빨아들이는 나노청소기의 구성 및 작용 개략도 미니항체가 접합된 다공성 실리카 나노구조체는 특정 타겟 물질을 선택적으로 표적화하고 흡수한다. 그림1의 경우 베타-아밀로이드를 대상으로 진행하였으며, 베타-아밀로이드의 자가 조립을 억제하여 플라크의 침착으로 이어지는 일련의 과정을 차단하였다.

- 알츠하이머 주요 원인 물질인 베타-아밀로이드를 선택적으로 흡입, 제거 - 응용범위 확장 후 다양한 질병 치료에 적용 가능 베타-아밀로이드 단백질은 뇌 속에 비정상적으로 축적되어 알츠하이머병의 주요 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 최근 KIST 연구진이 베타-아밀로이드 단백질만을 선택적으로 흡입하여 제거하는 나노 구조체를 개발하여 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 분자인식연구센터 이준석 박사팀이 한국과학기술원(KAIST, 총장 신성철) 신소재공학과 박찬범 교수팀, 아르곤 국립연구소와의 공동연구를 통해 치매의 주요 원인 물질로 꼽히는 베타-아밀로이드 단백질을 흡입하여 제거함으로써 알츠하이머 질환의 진행을 예방하는 나노청소기를 개발했다고 밝혔다. 베타-아밀로이드 단백질은 뇌 속에서 응집되는 특성이 있다. 이 단백질이 과도하게 응집되면 신경세포를 사멸시키고 시냅스를 파괴하여 알츠하이머의 진행을 가속시킨다. 이러한 응집을 막기 위해 베타-아밀로이드 단백질의 생성을 차단하거나, 생성된 단백질이 서로 응집되지 않도록 항체 및 저해제를 활용하는 연구가 여러 방면에서 진행되고 있으나 아직 효과적인 치매 치료제는 개발되지 못했다. KIST 이준석 박사팀은 상기 기존 방식이 아닌 생성된 베타-아밀로이드 단백질을 원천적으로 흡입하여 제거하는 새로운 접근법을 통해 독성물질의 생성을 예방하는 전략에 주목하였다. 이와 같은 특정 단백질(베타-아밀로이드)을 효율적으로 제거하기 위해서는 항체와 같은 베타-아밀로이드를 선택성을 가진 물질이 필요하다. 하지만 기존의 항체는 체내에서 안정성이 떨어지고 체내 다른 분자와도 결합할 수 있어 그 효율성이 떨어진다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 거대한 구멍을 갖는 나노입자를 디자인하여 넓은 표면적을 갖는 나노 구조체를 제작했다. 연구진은 이 구조체에 표적 물질에 대한 선택성은 높으면서도 보통의 항체보다 작아 더 높은 효율로 흡입할 수 있는 미니항체(scFv)를 부착하여 표적 물질인 베타-아밀로이드 단백질을 선별하여 흡착하도록 하였다. KIST 연구진이 개발한 나노청소기는 베타-아밀로이드 단백질을 효과적으로 흡착하여 베타-아밀로이드 단백질의 비정상적 응집을 80% 이상 차단하여 신경독성을 완화하였다. 또한, 연구진은 동물실험을 통해 그 효과를 입증하여 미래 항-아밀로이드성 억제제로서의 가능성을 입증하였다. 본 연구를 주도한 KIST 이준석 박사는 “나노청소기를 이용해 베타-아밀로이드나 타우 단백질에 대한 흡입을 통해 신경독성 물질의 응집저해가 가능할 뿐만 아니라, 응용 범위를 확장하면 체내 다양한 유해물질을 선택적으로 제거할 수 있는 나노청소기로써 질병 예방 및 건강증진에 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 ‘Advanced functional Materials’(IF: 15.621, JCR 분야 상위 3.041%) 표지논문(Front Cover)으로 선정되어 게재될 예정이다. * (논문명) Silica Nanodepletors: Targeting and Clearing Alzheimer’s β？Amyloid Plaques - (제1저자) 한국과학기술연구원 정희진 석사과정 - (제1저자) 한국과학기술원 정유정 박사과정 - (제1저자) 한국과학기술연구원 이창헌 박사 - (제1저자) 미국 아르곤 국립연구소 Rosemarie Wilton 박사 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이준석 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술원 박찬범 교수 - (교신저자) 미국 아르곤 국립연구소 Elena A. Rozhkova 박사 <그림설명> [그림 1] 표지논문 이미지 [그림 2] 특정 물질을 타겟팅하여 빨아들이는 나노청소기의 구성 및 작용 개략도 미니항체가 접합된 다공성 실리카 나노구조체는 특정 타겟 물질을 선택적으로 표적화하고 흡수한다. 그림1의 경우 베타-아밀로이드를 대상으로 진행하였으며, 베타-아밀로이드의 자가 조립을 억제하여 플라크의 침착으로 이어지는 일련의 과정을 차단하였다.

- 알츠하이머 주요 원인 물질인 베타-아밀로이드를 선택적으로 흡입, 제거 - 응용범위 확장 후 다양한 질병 치료에 적용 가능 베타-아밀로이드 단백질은 뇌 속에 비정상적으로 축적되어 알츠하이머병의 주요 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 최근 KIST 연구진이 베타-아밀로이드 단백질만을 선택적으로 흡입하여 제거하는 나노 구조체를 개발하여 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 분자인식연구센터 이준석 박사팀이 한국과학기술원(KAIST, 총장 신성철) 신소재공학과 박찬범 교수팀, 아르곤 국립연구소와의 공동연구를 통해 치매의 주요 원인 물질로 꼽히는 베타-아밀로이드 단백질을 흡입하여 제거함으로써 알츠하이머 질환의 진행을 예방하는 나노청소기를 개발했다고 밝혔다. 베타-아밀로이드 단백질은 뇌 속에서 응집되는 특성이 있다. 이 단백질이 과도하게 응집되면 신경세포를 사멸시키고 시냅스를 파괴하여 알츠하이머의 진행을 가속시킨다. 이러한 응집을 막기 위해 베타-아밀로이드 단백질의 생성을 차단하거나, 생성된 단백질이 서로 응집되지 않도록 항체 및 저해제를 활용하는 연구가 여러 방면에서 진행되고 있으나 아직 효과적인 치매 치료제는 개발되지 못했다. KIST 이준석 박사팀은 상기 기존 방식이 아닌 생성된 베타-아밀로이드 단백질을 원천적으로 흡입하여 제거하는 새로운 접근법을 통해 독성물질의 생성을 예방하는 전략에 주목하였다. 이와 같은 특정 단백질(베타-아밀로이드)을 효율적으로 제거하기 위해서는 항체와 같은 베타-아밀로이드를 선택성을 가진 물질이 필요하다. 하지만 기존의 항체는 체내에서 안정성이 떨어지고 체내 다른 분자와도 결합할 수 있어 그 효율성이 떨어진다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 거대한 구멍을 갖는 나노입자를 디자인하여 넓은 표면적을 갖는 나노 구조체를 제작했다. 연구진은 이 구조체에 표적 물질에 대한 선택성은 높으면서도 보통의 항체보다 작아 더 높은 효율로 흡입할 수 있는 미니항체(scFv)를 부착하여 표적 물질인 베타-아밀로이드 단백질을 선별하여 흡착하도록 하였다. KIST 연구진이 개발한 나노청소기는 베타-아밀로이드 단백질을 효과적으로 흡착하여 베타-아밀로이드 단백질의 비정상적 응집을 80% 이상 차단하여 신경독성을 완화하였다. 또한, 연구진은 동물실험을 통해 그 효과를 입증하여 미래 항-아밀로이드성 억제제로서의 가능성을 입증하였다. 본 연구를 주도한 KIST 이준석 박사는 “나노청소기를 이용해 베타-아밀로이드나 타우 단백질에 대한 흡입을 통해 신경독성 물질의 응집저해가 가능할 뿐만 아니라, 응용 범위를 확장하면 체내 다양한 유해물질을 선택적으로 제거할 수 있는 나노청소기로써 질병 예방 및 건강증진에 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 ‘Advanced functional Materials’(IF: 15.621, JCR 분야 상위 3.041%) 표지논문(Front Cover)으로 선정되어 게재될 예정이다. * (논문명) Silica Nanodepletors: Targeting and Clearing Alzheimer’s β？Amyloid Plaques - (제1저자) 한국과학기술연구원 정희진 석사과정 - (제1저자) 한국과학기술원 정유정 박사과정 - (제1저자) 한국과학기술연구원 이창헌 박사 - (제1저자) 미국 아르곤 국립연구소 Rosemarie Wilton 박사 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이준석 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술원 박찬범 교수 - (교신저자) 미국 아르곤 국립연구소 Elena A. Rozhkova 박사 <그림설명> [그림 1] 표지논문 이미지 [그림 2] 특정 물질을 타겟팅하여 빨아들이는 나노청소기의 구성 및 작용 개략도 미니항체가 접합된 다공성 실리카 나노구조체는 특정 타겟 물질을 선택적으로 표적화하고 흡수한다. 그림1의 경우 베타-아밀로이드를 대상으로 진행하였으며, 베타-아밀로이드의 자가 조립을 억제하여 플라크의 침착으로 이어지는 일련의 과정을 차단하였다.