□ 연구개요 Particle-in-cell (PIC) 시뮬레이션 코드를 개발하고 이를 활용하여 자기 재결합 과정에서 가속된 전하 입자들이 주변 플라즈마와 반응하며 생기는 복사 메커니즘을 규명하고 태양-지구 환경에서 관측되는 solar type III radio burst와 그 기원이 잘 알려져 있지 않은 고 에너지 천체물리 현상중의 하나인 fast radio burst (FRB)의 이해를 목표로 한다. 또한 자기 재결합과 충격파와 같은 불안정한 플라즈마 환경에서 가열 (heating), 가속(acceleration) 된 입자들은 주변 플라즈마와 다른 특성들은 갖게 되는데 특히 입자들의 표류(drift) 속도 차나 온도 차에 의해 다양한 불안정성이 야기된다. 본 연구에서는 가장 일반적인 플라즈마 시스템에서의 다양한 불안정성을 기술할 수 있는 이론적 수식 및 선형 안정성 분석(linear stability analysis) 코드를 개발하여 자기 재결합 환경 및 충격파(shock)에서 나타날 수 있는 불안정성 및 파동 그리고 파동과 입자들의 상호 작용을 연구한다. □ 연구 목표대비 연구결과 2D PIC 시뮬레이션과 선형 안정성 분석(linear stability analysis) 코드를 개발 완성하였다. 본 연구에서 개발된 PIC 코드는 다양한 우주 천체 플라즈마 환경에서 활용 가능하다. 또한 본 연구에서 개발된 선형 안정성 분석 코드는 입자들의 표류 속도 및 입자 온도 비등방성까지 고려하여 플라즈마 시스템에서의 다양한 불안정성을 기술할 수 있다. 자기 재결합에 의한 고에너지 전자의 분출이 plasma dipole oscillation (PDO)를 생성할 수 있는지를 확인하고 이것이 효과적으로 복사를 방출할 수 있는지를 연구하였지만 자기 재결합에서 PDO가 생성이 확인되지 않았고 이로 인해 coherent radiation이 방출 또한 확인하지 못했다. 하지만 본 연구에서는 bi-Maxwellian 분포를 갖는 background 전자와 양성자 그리고 전자 빔, 양성자 빔을 고려하여 가장 일반적인 플라즈마 시스템에서 적용 가능한 선형 안정성 분석을 위한 수식을 정립하고 코드를 개발하였다. 자기 재결합 및 충격파와 같은 플라즈마 시스템에서는 background와 빔의 표류 속도 차이 및 각 입자 성분들의 온도 차이로 인해 다양한 불안정성이 야기되는데 자기 재결합 과정에서 나타날 수 있는 ion acoustic, whistler, lower hybrid drift와 같은 다양한 불안정성을 분석하고 입자의 초기 가속을 이해하고자 하였다. 또한 ICM 충격파에서 나타나는 다양한 플라즈마 불안 정성들의 (electron firehose, Alfven ion cyclotron, mirror instabilities) 물리적 특성들을 파악하고 논문들을 출판하였다. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구 과제에서 개발된 PIC 코드와 선형 안정성 분석 코드는 비단 이 연구 과제에서만 활용 가능한 것이 아니라 다양한 플라즈마 시스템에 맞게 변형 및 수정이 가능하여 향후 다른 플라즈마 연구에서도 활용이 가능하다. 특히, kinetic scale에서의 난류(turbulence)의 소멸(dissipation), 입자의 가열(heating)과 가속(solar wind acceleration) 연구에 좋은 도구가 될 것이다. 이를 통해 태양-지구 우주 환경에서 나타나는 다양한 불안정성 연구, 태양풍의 전자나 양성자 분포의 비등방성(anisotropy)에 의한 입자들의 가속이나 태양풍 입자들과 전자기파 방출의 난류 평형 상태(turbulent equilibrium), 그리고 지구 dipolar field에 잡힌 고 에너지 입자들을 포함하는 지구 자기권에 관한 연구 등에도 적용 가능 할 것으로 판단된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김선정
• 주관연구기관 : 울산과학기술원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 자기재결합;플라즈마 복사;우주 전파 폭발;시뮬레이션;선형 안정성 분석; 2. magnetic reconnection;plasma radiation;fast rado burst;simulation;linear stability analysis;

연구개요 염증신호(inflammatory signals)는 Toll-like receptors(TLRs) 및 자가포식(autophagy)을 주로 매개하여 일어나며, 줄기세포 활성(증식, 분화 및 세포사멸)조절에 대한 염증신호의 역할 및 작용기전에 대한 연구는 미비함 본 연구는 두개안면영역(craniofacial region)의 주된 성체줄기세포인 중간엽줄기세포 및 신경줄기세포의 활성조절에 대한 염증신호들의 역할과 작용기전을 밝혀 두개안면 재생기술을 개발 하고자 함 연구 목표대비 연구결과 1. TLR5 수용체는 배아줄기세포로부터 신경분화를 촉진시켰으며, 그 기전으로 NF-KB/IL-6 and CREB pathway를 통해서 일어남을 규명하였음. TLR5 수용체는 해마 신경줄기세포의 증식을 감소시키지만, 신경분화를 촉진시킴을 밝힘 2. 치주염에서 자가포식이 치주조직의 섬유아세포로부터 염증 유발 물질 (inflammatory cytokines)들의 발현을 증가시켰으며, 그 기전으로 AKT/mTOR pathway를 통해서 발생함을 규명함 3. PC12 cell에서 자외선에 의해 생성된 ROS를 통한 세포고사를 EGCG가 MAPK를 통해서 세포고사를 억제함을 밝힘 4. 사람 Hep2 cell에서 Ascorbic acid가 MAPK와 Akt signal을 통해 세포고사를 일으킴을 밝힘 5. Radiation에 의한 해마신경줄기세포의 세포증식 및 분화 억제를 녹차의 주성분인 EGCG가 차단하여 신경줄기세포로부터 신경 재생을 촉진함을 밝혔으며, TLR4 수용체 및 NF-KB/inflammatory cytokine 신호기전을 억제함으로써 일어남을 밝힘 6. IKKβ는 학습 및 기억행동 실험과 해마 신경 줄기세포 증식 및 신경분화를 억제 하였고, 세포고사를 증가시킴을 밝힘 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • TLR5 수용체는 성체신경줄기세포 활성 조절을 증가시킴을 규명하여 신경계 퇴행성 질환(알쯔하이머병, 파킨씨병 등) 치료제로서 TLR5 항진제가 사용될 가능성을 제시한바, 향후 내제성 또는 외제성 TLR 항진제들을 탐색하고 개발 하는 연구에 활용될 수 있음 • 치주염의 발생의 주된 경로인 염증성 싸이토카인 조절에 자가포식이 관여함을 밝혀 치주염 치료제로서 자가포식 조절물질이 사용될 가능성을 제시하여 향후 자가포식 조절물질들을 탐색 및 개발하는 연구에 활용될 수 있음 • EGCG가 Radiation에 의한 단기기억 상실 및 인지기능 장애를 극복할 수 있는 약제가 될 수 있음을 제시하여 향후 환자를 대상으로 하는 연구에 활용될 수 있음 • 염증의 주된 매게 물질인 ROS에 의한 신경세포 손상을 EGCG가 예방하고 회복시킬 가능성을 제시하여 이에 대한 산업화에 활용될 수 있음 • 염증신호 전달자인 IKKβ가 학습 및 기억행동 실험과 해마 신경 줄기세포 증식 및 신경분화를 억제하였고, 세포고사를 증가시킴을 규명함으로써, 향후 IKKβ신호를 차단하는 약제개발에 활용될 수 있음 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김원재
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 성체줄기세포;염증;톨 수용체;자가포식;조직 재생; 2. Adult stem cell;inflammation;TLRs;Autophagy;Tissue regeneration;

□ 연구개요 초전도체에 있는 쿠퍼쌍 (cooper pair)은 자연적으로 양자얽힘상태 (quantum entanglement state)에 있어 양자얽힘 소스 (source)로 볼 수 있다. 이런 초전도체 전극을 중심으로 양쪽에 양자점을 제작해서 (쿠퍼쌍분리소자 (cooper pair splitter)) 초전도체 속의 양자얽힘상태에 있는 쿠퍼쌍을 양쪽 양자점으로 분리를 고주파 테크닉을 이용하여 그 효율을 극대화하고, Josephson Parametric Amplifier (JPA) 소자를 이용한 sensitive shot noise 측정으로 양자얽힘상태를 검출하는 것을 목표로 한다. 이를 통해 양자얽힘상태에 대한 깊은 이해와 연구토대를 확보는 것을 목표로 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 1차년도 목표대비 연구결과 목표: shot noise 측정을 위한 RF 셋업/Parametric Amplifier 특성 분석 연구결과: 고주파 영역에서 측정 가능한 shot noise 셋업 수행 및 Josephson Parametric amplifier (JPA)를 극저온에서 측정하여 증폭기의 gain을 측정함 - JPA gain g > 25 dB, 동작주파수: 5.5 GHz ~ 6.7 GHz 2차년도 목표대비 연구결과 목표: 초전도 전극과 나노와이어을 이용한 조셉슨 접합 소자 제자 및 특성 측정 연구결과: Cd₃As₂ 나노와이어와 알루미늄(Al) 전극을 이용하여 조셉슨 접합 소자를 제작하고, 초전류 현상을 관찰하고, 게이트 전압에 따라 초전류가 제어됨을 관찰함. 접합에 마이크로파를 인가했을 때, 조셉슨 shapiro step이 나타남을 관찰함 목표: 초전도 전극-양자점 (조셉슨 접합) 소자에서 shot noise (Josephson radiation) 측정 연구결과: Cd₃As₂ 나노와이어와 알루미늄(Al) 전극을 이용하여 제작한 조셉슨 접합 소자에 전압을 인가했을 때 Josephson radiation이 측정되었음(shot noise) 3차년도 목표대비 연구결과 목표: 쿠퍼쌍 분리소자에 charge pump를 결합한 소자 제작 연구결과: 효율적인 쿠퍼쌍 분리소자를 구현하기 위해서, 전자의 터널링을 charge pump 소자를 먼저 구현함. 인가하는 RF 신호에 따라 펌프 전류가 발생함을 관찰함 목표: 쿠퍼쌍 소자에서 shot noise 측정을 통해 양자얽힘상태 검출 연구결과: 쿠퍼쌍 소자에서 shot noise 측정 기술 개발. 쿠퍼쌍 터널링의 경우(2e)와 깨어진 경우(e)의 shot noise 양의 현저한 차이를 비교함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구과제는 양자상태에 대한 중요한 기초 연구가 될 뿐 아니라, 양자얽힘상태에 대한 깊은 이해와 연구토대를 제공할 것으로 기대한다. ○ 본 연구를 토대로 게이트 전압으로 제어 가능한 Cd₃As₂ 및 InAs 나노와이어 조셉슨 접합 소자를 제작하여 초전도 트랜스몬 큐빗(게이트몬)을 구현할 계획이다. 향후, 게이트몬을 초전도 공진기에 결합하여 공진기로 큐빗을 제어하고 신호를 측정할 계획이다. ○ 본 연구에서는 조셉슨 접합에서의 shot noise를 측정을 통해 접합의 특성을 연구하고, Andreev reflection을 관찰하였으므로, 이를 이용하여 Andreev spin qubit 구현이 가능할 것으로 기대한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정민경
• 주관연구기관 : 대구경북과학기술원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 양자얽힘상태;쿠퍼쌍분리소자;샷 노이즈;나노와이어 양자점;이중양자점; 2. quantum entangled state;Cooper pair splitter;shot noise;nanowire quantum dot;double quantum dot;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 양진규
• 주관연구기관 : 공주대학교 산학협력단
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 연속방사구속상태;무한대 품위값;완전 광구속;나노광학;나노 레이저; 2. BIC;infinite Qfactor;perfect confine;nanophotonics;nanolaser;

□ 연구개요 삼중음성유방암 유방암 아형의 하나로 다른 유방암과 달리 호르몬 수용체가 없어 암세포를 없앨 표적치료가 듣지 않아 재발과 전이가 높고 생존율이 낮은 암으로 알려져 있다. 항암면역치료법은 면역감시 기능과 관련있는 세포 신호경로를 조절하여 암세포가 스스로 죽을 수 있도록 면역원성을 올리는 게 주요 핵심이며 삼중음성유방암 같은 까다로운 치료에서 주목받는 분야이다. 본 연구진은 항암면역치료법의 효과를 극대화하기 위해 방사선치료를 병행하는 면역-방사선 치료법의 효용성을 삼중음성유방암에서 확인하고, 레독스 활성 약물-방사선치료가 종양미세환경을 조절 및 개선하는지 그 기전을 탐구하여 삼중음성유방암에 대한 새로운 면역-방사선 치료법을 제시하는 근거가 되고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 1차년도에는, 레독스 활성 약물을 이용하여 면역-방사선 치료효과를 확인하기 위해 세포주와 동물모델 및 방사선조사 조건을 선정했으며, 4T1 종양모델에서 망간폴핀에 의한 방사선 치료효과가 증가함을 확인했다. 또한 종양미세환경 모사하기 위한 저산소 배양환경 구축 및 저산소 환경에서 망간폴핀에 의한 방사선 감작효과가 있음을 확인했다. 2차년도에는, 망간폴핀과 방사선 병행치료 후 종양조직 분석을 통해 상피중간엽전이(EMT) 억제효과를 확인했으며 싱글셀분석을 진행했다. 레독스 활성 약물의 일종인 멜라토닌의 단독 및 방사선 병행치료 효과 역시 확인하였다. 3차년도에는, 망간폴핀-방사선 병행치료에 의한 구체적인 면역환경 변화를 알아보기 위해 싱글셀 분석을 통해 세포 유형별 표현형을 구분하고 비교하였다. 망간폴핀과 멜라토닌에 의한 양성자 병행치료 효과를 확인하고자 4T1, EO771 종양모델에서 망간폴핀과 멜라토닌에 의한 양성자 감작효과와 면역세포 표현형 변화를 확인했다. 4차년도에는, 망간폴핀-방사선 병행치료한 종양조직의 싱글셀 분석으로부터 상피세포의 EMT억제, 암관련섬유아세포(CAFs) 감소, T세포와 수지상세포 활성 및 대식세포 M1편향성 등을 관찰하였다. 또한 유방암 환자의 암조직으로부터 오가노이드 배양 조건을 구축하고 유방암 환자유래 오가노이드에서 망간폴핀과 멜라토닌 전처리 후 양성자 병행치료 증진 효과를 제시하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 면역항암치료는 기존 치료의 부작용을 최소화하면서 암의 재발과 전이를 억제할 수 있을 것으로 예측되며, 종양부위만을 공격하여 종양 억제 및 면역반응을 유도할 수 있는 최신 방사선치료의 특징을 생각할 때 두 치료법의 병행치료는 매우 효과적인 방법으로 판단된다. 레독스 활성 조절 약물 기반 면역-방사선 병용치료가 조사하는 방사선량이 최소이지만 그 치료효과는 정상 조직 손상을 줄이면서 암의 재발과 전이를 막아 면역원성을 높이는 안전한 치료법이 될 수 있음을 시사한다. 본 연구를 통해 항암면역치료가 암환자의 완치나 생존률 향상에 중요함을 강조하고 면역치료제가 신체 내 작용하는 반응경로 연구에 대한 필요성을 재고할 것이며, 치료가 까다로운 삼중음성유방암에 대한 새로운 병인기전을 발견할 수 있을 계기가 될 것이다. 레독스 활성 조절 약물 기반 면역-방사선 병용치료는 레독스 활성 약물 혹은 방사선 단독치료에 대한 한계를 극복하고 임상적으로 활용할 가능성 있는 이론을 제시함으로써 연구 및 관련 산업이 국제적인 경쟁성을 확보할 수 있을 것을 기대한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박원
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 항암면역치료;방사선치료;레독스 활성 약물;종양미세환경;삼중음성유방암; 2. cancer immunotherapy;radiation therapy;redox-active drug;tumor microenvironment;triple negative breast cancer;

Ⅳ. 연구개발결과 ㅇ 방사선의학연구 경쟁력 강화 - 실험동물용 방사선 조사기 이용 연구지원: 336건 - X선 광학영상촬영장비 이용 연구 활성화: 120건 ㅇ 연구몰입환경 구축 - 동물실험윤리위원회 운영 및 심의 진행: 221건 - 동물실험 시설적 지원: 723건 - 동물실험 기술적 지원: 28건 - 이용자교육 : 30건 - IACUC 교육: 78건 ㅇ 동물실험 인프라 운영 선진화 - 정규미생물모니터링 수행 - 수질검사 - PQ 및 T,A,B실시 ㅇ 동물실험 인프라 역량 고도화 대외 연구 지원 및 자문 :3건 (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 손영훈
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 방사선의학;실험동물;조사기;공공인프라;실험동물모델; 2. Radiation biology;Laboratory animal;Irradiator;Infrastructure;Animal model;

연구개요 언둘레이터(undulator)는 방사광가속기에서 방사광을 발생시키기위해 사용된다. 언둘레이터의 길이를 줄이기위한 여러 마이크로 언둘레이터들 중 플라즈마 언둘레이터에 대해 연구하였다. 최근 연구들은 레이저를 이용한 플라즈마 언둘레이터였으나, 본 과제에서는 전자빔을 이용하여 EUV용 플라즈마 언둘레이터를 위한 플라즈마 설계에 대해 연구하였다. 2개의 전자빔을 이용하여 앞서가는 전자빔(드라이버)은 플라즈마 언둘레이터를 생성하고, 따라오는 전자빔(삽입 전자빔)은 방사광을 만드는 것에 참여한다. 20 nm의 방사광을 만들기 위해 10¹⁸cm^-3 의 플라즈마 밀도에서 400 MeV의 드라이버와 삽입전자빔이 필요하리라 예상하였다. 본 연구에서는 전자빔과 플라즈마간 상호작용을 계산하였고 전자빔의 synchrotron 움직임으로부터 발생하는 방사광을 계산하는, 크게 2가지의 서로 다른 계산 알고리즘을 개발 및 적용하였다. 또한 실제 플라즈마를 생성하기 위한 기초연구를 진행하여 전자빔 플라즈마 상호작용 계산을 위해 particle-in-cell (PIC) 코드를 이용하되 수치오류가 없는 field 계산 알고리즘을 개발하였고, 전자빔의 움직임으로 발생되는 방사광은 Lienard-Wiechert Potential 식을 이용하여 계산하였다. 실제 플라즈마 채널을 발생하기위한 가스 capillary를 개발, 이를 이용하여 플라즈마 가속 실험을 진행하였다. 연구 목표대비 연구결과 PIC 시물레이션에서 얻은 전자빔의 궤적으로부터 synchrotron radiation 계산을 하였다. 실제로 얻은 파라미터는 200 MeV, 100 MeV의 전자빔 에너지와 10¹⁷cm^-3 의 플라즈마 밀도였고 이는 초기 예상했던 수치와는 많이 낮은 것들이었다. 또한 전자빔의 길이는 수 마이크로미터로 좁아야했으며 전자빔의 에너지 분산이 예상과 다르게 큰 편이었다. 이는 드라이버 전자빔의 에너지 손실에 큰 영향을 줘 수십 cm의 긴 언둘레이터 플라즈마로를 만들기는 어려웠다. 따라서 초기에 기대하였던 FEL 효과는 에너지 분산이 커짐에 따라 EUV를 목표로하기에는 어려운 조건이었다. 본 연구과제를 통해 PIC에서의 field 알고리즘 개발, PIC 결과를 그대로 이용하여 synchrotron radiation 모듈등을 PIC 코드에 삽입하였다. 개발된 코드는 github를 통해 공개하였다. (https://github.com/scienter/jopic.git) 플라즈마 언둘레이터를 구현하기위한 일체형 가스 capillary를 개발 실험에 응용하였고 전자빔 가속, 방전 플라즈마 실험 등을 통해 개발된 capillary가 유용함을 보였다. 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 플라즈마 언둘레이터 주제는 아직 연구단계이며 극복해야할 주제임이 분명하지만 수미터의 언둘레이터길이를 100분의 1수준으로 획기적으로 줄일 수 있기에 그 효과는 상당하리라 생각된다. 본 과제를 통해 개발한 플라즈마 소스와 시물레이터는 관련 연구의 기초를 닦았다는 점에 기여를 할 수 있다고 판단한다. 공동연구를 통해 박사과정 학생 3명, 박사후연구원 2명 등 관련 전문 연구원들 육성에도 기여하였다. 본 과제에서 개발한 플라즈마 소스는 IBS 초강력레이저 연구단에서 수행하고 있는 플라즈마 가속 소스에 기여할 수 있어 추가적으로 공동 실험을 추진중에 있다. 특히 플라즈마 소스를 이용한 플라즈마 렌즈 응용 실험은 포항가속기연구소의 eLabs 시설에서 기획되고 있으며 본 과제를 통해 마련한 실험 챔버를 이용할 예정이다. 마지막으로 EUV용 플라즈마 언둘레이터를 목표로한 본 과제에서 FEL특성을 보여주지는 못하였다. 이는 EUV가 아닌 THz 영역에서 오히려 가능한 주제가 아닐까 본 과제를 수행하면서 판단되었다. 플라즈마 언둘레이터에서 발생되는 전자빔 에너지 분산 증가 이슈는 짧은 파장의 FEL에는 부족한 것으로 결론지었다. 향후 THz에서의 플라즈마 언둘레이터 연구를 이어서 진행할 예정이다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 조명훈
• 주관연구기관 : 포항공과대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 플라즈마;언둘레이터;플라즈마 렌즈;전자가속; 2. plasma;undulator;plasma lens;electron accelerator;

□ 연구개요 - 방사선 치료 장비의 정도 관리(QA)에 신틸레이터+이미지센서에 머신러닝기술을 결합하여 2차원 선량분포를 구현하고, 이를 바탕으로 정확한 빔선질 평가 방법을 개발하였음. - 개발된 빔선질계측 장치를 이용하여 양성자빔 특성 뿐만 아니라 광자빔에서 빔 선질을 평가할 수 있도록 구현하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 - 몬테칼로 (MC) 시뮬레이션으로 신틸레이터와 카메라 스펙의 최적화: MC에서 밀도 및 발광 세기를 고려하여 플라스틱 신틸레이터 선택하였으며, 연구 및 산업분야에 특화된 10비트 CCD센서의 카메라 사용 - 신틸레이터와 카메라 수납 가능한 하우징 팬텀 설계 및 제작: 기본적으로 빛 차단에 되도록 설계하고 내부 반사를 최소화 시키며, 카메라 수납하는 소형 착탈식 모듈 개념 도입하여 사용 및 구조 변경이 편리하게 설계 및 제작 - MC 시뮬레이션과 이에 대한 선량 이미지 분석 기법 연구 및 머신러닝 코드 개발: MC 시뮬레이션에서 X-ray에 의한 발광 분포 (가시광선의 역전파 논리 이용)를 구현하였으며, 이를 기반으로 계측 장비를 설계함. MC 이벤트 효율 개선을 위해 관련 파리미터 최적화. 시뮬레이션 데이터를 기반으로 양성자 빔의 선질 (beam range) 뿐만 아니라 Spread-out beagg peak (SOBP)도 측정하는 기법 개발. 또한 머신러닝 (딥러닝)의 예측 성능 평가를 위해 추가적인 정량적 분석 방법 (gamma-index passing rate로써의 loss 함수) 개발. 양성자 빔에 대한 신틸레이터의 광 분포가 주어졌을 때, beam range와 SOBP range를 각각 0.1 mm와 0.8 mm 이내의 예측 정확도를 보여줌. - 케이스 제작 및 차폐 검증: 무광 아크릴 사용하여 제작했으며, 시뮬레이션에서 카메라에 도달하는 선량 평가 - 선형가속기 및 양성자치료기에서 실험 진행 및 시뮬레이션 데이터와 비교 검증: 빔 스팟 크기와 퍼짐 정도 등을 조율하여, 신틸레이터 팬텀 중심 부위 (10-20 cm)에서 깊이 방향 선량 분포가 0.5% 이내로 잘 받는 것을 확인함. - 제작된 계측 장비 응용성을 위한 가능성 타진 및 추가 연구 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 본 연구에서 신틸레이터+이미지센서에 머신러닝기술을 결합하여 2차원 선량 분포를 구현해내는 방법을 처음으로 고안하고 개발해냈으며, 이와 같은 가능성을 알아보는 연구를 발판으로 실제 임상 현장에서 사용하기 위해 실용화를 위한 제품 개발을 계획함. - 2차원 선량 예측으로부터 빔선질 및 빔 프로파일을 동시에 측정하기 때문에 정도관리 절차의 간소화가 가능하며, 높은 화소의 이미지센서에 기반한 데이터를 이용한 딥러닝 방법으로부터 불필요한 광학적 현상을 제거하여 정확성 향상을 이루어냈음. - X-ray의 빔 대칭성 및 절대선량 측정 등에 확대 응용하여 한 번의 측정으로 월간 QA 진행이 가능하도록 데이터 추가 분석 계획. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 고영문
• 주관연구기관 : 서울아산병원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 빔선질;정도관리;딥러닝;신틸레이터; 2. Beam quality;Quality assurance;Deep learning;Scintillator;

□ 연구개요 ERR gamma는 대사 기능과 연관되어 있어 비만, 당뇨를 비롯한 대사 관련 질병을 치료하는 약물개발 타겟으로의 연구가 주를 이루었음. 현재 ERRγ agonist 대표물질은 GSK4716, DY131이 있지만 이들은 ERR subtype에 비선택적으로 작용하며, 낮은 약물성으로 인해 in vivo에서 고농도에서만 효능을 보임. 따라서 본 연구를 통해 높은 약물성을 지닌 ERRγ agonist 유효물질 도출을 목적함. 또한 유효물질의 근육위축증 치료제로써 개발 가능성 및 적응증 확장 가능성을 확인하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 - 대조물질 (GSK4716, DY131)의 MS, CYP, PAMPA, hERG, PK data 확보함으로써 신규 개발물질과의 비교 데이터 확보 - 1차년도에는 특허성과 개선된 약물성을 가진 핵심골격 합성법 최적화 수행, 40여종의 물질 확보, 활성 및 구조기반하에 선별된 물질은 MS, CYP 실험 수행 - 2차년도에는 1차년도 결과를 바탕으로 낮은 MS, CYP저해능 결과를 보이는 골격은 최적화 대상에서 제외함 - 최적의 약물성을 보이는 골격에 한하여 추가 최적화 진행하여 30여종의 물질 확보 및 PAMPA, hERG 실험 진행 - 3차년도에는 활성, 약물성, 약물성 측면 고려하여 최적의 물질 2종 선정, scale up 및 PK실험 수행 - 선정된 2종의 물질의 in vitro/in vivo ERRγ 관련 유전자의 발현량 확인 - 적응증 확장을 위한 암세포주 세포독성 실험 (CCK8 assay) 수행 - 2차년도 결과 기반 신규물질 90종 추가 확보 및 활성확인 - 최종 유효물질들의 ERRγ EC₅₀실험 수행 □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 신규 타겟물질 발굴: 본 과제를 통해 개발된 ERRγ 작용제를 통한 근육위축증 치료제 유효물질 발굴을 목표로 함 - 적응증 확대: 본 과제를 통해 개발된 ERRγ 작용제를 이용한 항암효능 평가 진행 및 경구용 항암제로써 활용가능성을 확인 - 후속연구 및 사업화: 발굴된 물질을 기반으로 비임상/임상후보물질 개발 선행연구로 활용 또는 기술이전을 통한 사업화 활용 모색 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김진아
• 주관연구기관 : 대구경북첨단의료산업진흥재단
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 핵수용체;최적화;작용제;근육위축증;약물성; 2. Nuclear receptor;Optimization;agonist;Muscular dystrophy;Drug like property;

□ 연구개요 본 연구과제는 우수한 내방사선 특성과 우수한 전기적 특성을 동시에 가지는 산화물 박막 트랜지스터(thin-film transistor, TFT)를 구현을 목표로 3개년에 걸쳐 진행되었음. 각 연차별 세부 연구 성과는 아래와 같음. ■ 1차년도: 다양한 방사선 조사에 의한 산화물 TFT의 열화 메커니즘 규명 ■ 2차년도: 산화물 TFT의 내방사선성 확보를 위한 요소 기술 개발 ■ 3차년도: 고성능 내방사선 산화물 TFT 및 이에 기반한 단위 회로 구현/검증 □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구과제의 연차별 연구 목표 대비 연구 결과는 다음과 같음. ■ 1차년도: 과제의 1차년도에서는 proton과 X-ray 조사로 인한 산화물 TFT의 전기적 특성/신뢰성 열화 원인을 분석하였음. 이를 통해 displacement damage가 proton 조사로 인한 특성 열화의 주요 원인임을 확인하였으며, X-ray 조사로 인한 VO의 증가는 채널 두께가 증가할수록 큰 영향을 받는 것으로 확인되었음. 이는 과제의 목표와 부합하는 결과임. ■ 2차년도: 과제의 2차년도에서는 a-IGTO를 채널층으로 활용하는 산화물 TFT의 채널 두께와 passivation 두께, 종류가 proton과 X-ray 조사 하에서 전기적 특성에 미치는 영향을 확인하였고, 패시베이션층 내부에 수소 함량이 적은 공정 방법 및 얇은 두께의 패시베이션층 조건으로 우수한 내방사선성 및 전기적 특성을 가지는 산화물 TFT의 조건을 과제의 목표에 부합하는 방식으로 확립하였음. ■ 3차년도: 과제의 3차년도에서는 n형 IGZO TFT와 p형 SnO TFT로 구성된 CMOS inverter를 구현하였고 이에 대해 100 Gy dose의 X-ray 조사 전과 후의 동작 특성을 비교하여 동작 특성이 거의 일정하게 유지됨을 확인하였음. 제작된 CMOS inverter는 전원전압(V_DD) 10 V 인가 시, X-ray 조사 전과 후에 각각 약 33.4 V/V와 33.1 V/V의 gain을 가지고 있고 V_M은 약 5.3 V/ 5.1 V 가짐이 확인되었으며, 이는 과제의 목표에 부합하는 수치임. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 과제의 수행을 통해 고성능 고내방사선성 산화물 박막 트랜지스터를 구현하였으며, 이에 기반한 단위 회로를 구현하는 확장된 기술을 마련하였음. 산화물 TFT는 기존의 a-Si TFT 대비 전기적 특성이 탁월하고 유기 TFT 대비 전기적 신뢰성과 내방사선성이 우수하며 polyimide 등 유연기판에 제작이 용이한 장점을 가지고 있음. 본 과제를 통해 도출된 연구개발결과는 입자치료 의료기기용 대면적 방사선 영상 센서, 대면적 방사선 검출기 및 우주 환경 및 극한 환경 하에서 동작을 요하는 다양한 대면적 전자시스템 등의 제작에 필요한 핵심 요소 기술을 확보하는데 크게 공헌할 수 있을 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 권혁인
• 주관연구기관 : 중앙대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 산화물 반도체;박막트랜지스터;내방사선;상보적 로직회로;고성능; 2. Oxide Semiconductor;Thin Film Transistor;Radiation Hardening;Complementary Logic Circuit;High-Performance;