Development of applying technology of homozygous somatic cell nuclear transferred-embryonic stem cells and its derivatives

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 차세대 세포치료제로서 동형접합 체세포복제 배아줄기세포의 당위성을 확보하기 위해 줄기세포치료제로서의 기능성을 확인하고, 면역적합성을 분석하고자 함. 대표적인 3배 엽성 세포로의 분화와 특성 분석을 통해 그 기능성을 확인하고, 인간의 면역체계를 가지고 있는 인간화 생쥐에 이식을 통해 면역학적 특성을 분석하여 범용성을 확인하고자함. 또한, 최소한의 HLA 유전자 조작을 통해 경미한 면역유전자 불일치를 극복할 수 있는 기법을 개발함으로써 줄기세포의 면역적 범용성 확대 가능성을 연구하여 줄기세포 치료제의 조기 실용화에 기여하고자 함. □ 연구개발 내용 ㅇ 동형접합 체세포복제 배아줄기세포와 HLA 일치 및 불일치 모델 인간화 생쥐 제작 ㅇ 동형접합 역분화줄기세포 유래 내배엽계 폐상피 세포와 인슐린 분비 분화세포의 분화방법 개발과 기능 분석, 분화유도과정 중 면역관련인자의 발현 분석 ㅇ 중배엽과 외배엽계 골분화 및 신경세포 분화 억제인자 발굴 및 기능 분석 ㅇ 연골화 및 신경세포로 분화되는 유도인자 활성 제어를 통한 줄기세포 기능 강화 ㅇ 미세환경 조절 가능 고 기능성 전달체 개발 ㅇ HLA 항원 인자 제거 줄기세포주와 항원 인자 세포타입 교체 줄기세포주 개발 ㅇ 동형접합 역분화 줄기세포 유래 분화세포와 HLA조작 세포 이식 후 면역 특성 분석 ㅇ 동형접합 체세포복제 배아줄기세포와 HLA 일치/불일치 인간화 생쥐 질환모델 제작 ㅇ HLA 일치 동형접합 체세포복제 배아줄기세포 유래 분화세포의 세포치료효과 분석 □ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) ㅇ 동형접합 전분화능 줄기세포를 이용하여 줄기세포 기반 세포치료제의 면역적합성에 대한 해결 가능성을 제시하며, 이를 통해 범용 적용에 대한 근거를 제시하여 임상연구와 대량 상용화에 기여할 수 있음. ㅇ 본 연구를 통해 개발될 HLA 항원 조절 범용 줄기세포는 기존 줄기세포의 한계인 면역원성을 극복함으로써 기존의 세포치료제의 패러다임을 바꾸고 현재 급성장하고 있는 재생의학 관련 산업 및 의약품 산업 등을 선도 할 수 있을 것으로 기대됨. ㅇ 동형접합 체세포복제 배아줄기세포 유래 분화세포의 우수성의 확인을 통해 국내 원천기술에 대한 지적재산권을 확보함으로써 경제적 가치 창출에 기여할 수 있음. ㅇ 동형접합 전분화능 줄기세포의 분화를 제어함과 동시에 줄기세포의 생착능을 향상시킬 수 있는 생체모방 조직의 제작을 통하여 연골 및 신경세포 분화능을 극대화 한다는 점에서 기존의 줄기세포 주입법에 비해 치료 효과가 획기적으로 개선될 것으로 예상됨. 이러한 원천기술에 대한 지적재산권을 확보함으로써 경제적 가치 창출에 기여할 수 있을 것으로 기대함. ㅇ 본 연구를 통하여 개발된 면역원성 조절 시스템과 줄기세포주는 특허출원을 통하여 기술이전이 가능하며, 특히 유전자 편집 기술은 미래창조형 의료기술로써 현재 전세계적으로 시도되고 있는 유전자 치료와 세포치료제 개발에 응용될 중요한 핵심기술임. 따라서 전 세계에서 의료시장을 선점하고 경쟁하기 위해서는 본 과제 결과물들이 특허와 연결되며, 관련 의료산업 발전에 초석이 될 수 있음. (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 차의과학대학교
• 발행년도 : 20220600
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Study of Molecular Dynamics on the Self-Healing Behavior for Supramolecular Polymeric Network

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ■ 최종 목표 • 수차례의 파단에도 재치유가 가능한 초분자형 고분자 네트워크의 자가치유 현상을 동역학적 관점에서 규명하고 그 원리를 확립하여 자가치유 현상에 대한 근원적 이해를 높임은 물론, 차세대 자가치유 재료개발에 대한 원천 기술 기반을 구축하고자 함. ■ 전체 내용 • 자가치유형 초분자 네트워크는 비공유-동적결합을 기반으로 반복적 치유가 가능하여 집중 조명되고 있음. • 최근에는 자가치유 효율을 결정짓는 요소로 초분자간 결합 강도 못지않게 재결합하기까지의 동적 시간, 즉 분자 사슬의 확산, 완화거동, 분자운동성과 같은 동역학적 움직임이 매우 중요하다는 사실이 밝혀지고 있음. • 특히, 강도를 위한 초분자 네트워크의 결합력은 분자의 동역학적 거동 운동성과 상충 관계에 있어 치유-동역학이 현저히 감소됨. • 이러한 이유로 결합 강도와 분자 운동성이 최적화된 분자구조를 설계해야만 보다 우수한 자가치유형 초분자 네트워크를 구현해 낼 수 있음. 이런 관점에 서, 초분자형 고분자 네트워크 모델로부터 자가치유 현상을 동역학적으로 규명하는 것은 자가치유에 대한 근원적 요구사항임. • 이를 위해 물리적/화학적 구조변수를 갖는 네트워크 모델을 설계 및 제조하고 자가치유 특성을 파악하여 향후 자가치유 동역학 연구의 기틀을 마련함. • 또한 다양한 상태의 초분자형 고분자 네트워크들의 분자 동역학적 거동을 동적 점탄성 거동(DMA/Rheometer), 고체 핵자기 공명 분광법(solid-state NMR), 광자 상관 분광법(PCS)을 이용하여 분석하고 자가치유 현상에 접목하여 초분자형 고분자 네트워크의 자가치유 거동을 이해함. • 더 나아가, 형광분광법(fluorescence), 유전률완화분광법(DRS)을 이용하여 두께(마이크로~나노)에 따른 자가치유 특성과 분자 동역학을 고찰함. □ 연구개발성과 • 초분자형 고분자 네트워크 제조 및 이들 구조가 자가치유에 미치는 영향을 파악하고, 기계적, 자기적, 광산란적 기법을 이용하여 벌크 형태의 초분자형 고분자 네트워크가 용융, 고체, 액체 등 상태일 때의 각각의 자가치유 동역학을 해석하고 이와 관련된 자가치유 원리를 이해함. • 더 나아가 초분자형 고분자 네트워크를 제조하고 형광-분광학적, 전기적 기법을 이용하여 자가치유 동역학을 해석함으로 자가치유 원리를 이해함. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 자가치유 재료는 자체 균열을 감지하여 치유하는 지능형 소재로, 화학, 기계, 항공, 자동차, 조선, 전자, 전기, 건축, 우주 등 산업 분야 및 하이테크 응용 분야에 큰 수요가 예상됨. • 수차례의 빠르고 완벽한 치유가 자가치유 재료 개발의 가장 큰 키워드라는 점에서 본 과제에서 목표로 하고 있는 초분자형 고분자 네트워크의 자가치유 현상에 대한 동역학적 이해가 성공적으로 이루어진다면, 다양한 산업에 적용할 수 있는 기틀을 마련 할 수 있어 국내 소재 원천기술을 선진국 수준으로 끌어올릴 수 있을 것으로 기대됨. • 아울러, 향후 진일보한 자가치유 재료를 개발할 수 있는 초석이 되어 자가치유 재료 및 시스템 개발에 대한 포괄적 역량을 높일 수 있을 것으로 판단되며 가치가 매우 크고 거의 모든 산업 및 재료에 적용될 수 있는 과학기술이라는 점에서 인류의 생활양식에 새로운 패러다임을 불러일으킬 것으로 예상됨. (출처 : 요 약 문 2p)
• 주관연구기관 : 숭실대학교
• 발행년도 : 20220600
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Precise Mass Measurements of Exotic Isotopes using Accelerator Facilities

• 연구책임자 : □ 연구개요 - The impacts of the mass uncertainty on the nuclear structure, decay properties, estimated cross sections, and astrophysical calculations were investigated. - Preparations including beamtime proposals, letters of intent, and computer code for measurements of exotic isotopes have been conducted. - Based on this project, graduates students can enhance the knowledges in nuclear astrophysics and skills to prepare experiments. - The results in this project were published in 11 SCIE papers and report in several conferences. □ 연구 목표대비 연구결과 - The half-lives of isotopes have been examined to identify the feasibility of the mass measurements. The sensitivity of the half-lives and cross sections to the nuclear mass of superheavy nuclei have been studied. The results were published in 4 papers [1,2,3,4]. - The studies on the nuclear level density of heavy nuclei related the s-process were experimentally and theoretically performed and reported in 2 papers [5,6]. - The sensitivities of the astrophysical reaction rates to the nuclear mass were studied and reported in 2 papers [7, 8]. - The sensitivities of the beta-decay rates of heavy nuclei, conditions of r-process waiting points, and r-process abundance were investigated. The results were published in 2 papers [9, 10] - A computer code for pre-estimating mass measurements was programmed and report in 1 paper [11]. - The mass measurement for the 65As nuclei was prepared by considering the production yields, mass resolving power, and precision level. The results are in the preparation for submitting to an SCI journal. - Two letters of intent have been submitted to TITAN and RAON facitlities. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - The results, which were reported in 11 SCI papers, provide useful information not only for nuclear astrophysical understanding but also for precise mass measurements at RI beam facilities. - The computer code is helpful for estimating the feasibility of the precise mass measurements at MR-TOF mass-spectrometer laboratories. (source : summary of research results 2p)
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20220400
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A Study on Strengthening the International Cooperation Network and Promoting Information Exchange in the field of Radiation Technology Through the World Council on Isotopes(WCI)

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 ○ 방사선 분야 국제협력 네트워크를 활용한 공동협력사업 강화를 통한 글로벌 허브 구축 ○ 온/오프라인 정보교류 기반 고도화 및 활성화를 통한 정보교류기반 확충 및 정보교류 촉진 ○ 협력 기관(조직)과의 국제협력 강화 (국가/지역별 전문기관과 국제협력 확대) ○ 방사선 및 동위원소 분야 우리 기업의 해외진출 지원 ○ WCI 사무국의 안정적 운영을 위한 사업발굴 및 기반 강화 □ 연구개발 내용 ○ (글로벌 허브 구축) 방사선 분야 국제협력 네트워크를 활용한 공동협력사업 강화 가. 국제 협력네트워크 활용 개도국 대상 교육과정 공동 개발 및 운영 - IAEA-WCI 협력(KOICA ODA기금 활용) 교육 개발 및 운영(연 1회) 나. WCI 세계동위원소대회(ICI) 공동개최 - ICI 프로그램 공동 개발, 홍보 등 컨트롤타워 역할 수행 및 차기 ICI 공동개최 - 2022년 ICI 개최 기관 공모, 평가 및 선정 ○ (정보교류기반 확충 및 정보교류 촉진) 온/오프라인 정보교류 기반 고도화 및 활성화 가. 온라인 정보교류 채널 품질 개선 및 활성화 - 온라인 정보시스템(WCI 홈페이지/커뮤니티) 고도화 및 이용 확대 방안 마련/운영 나. 동위원소 분야 세계 최신 정보 교류 기반 고도화 및 활성화 - 월간 영문 정보지(WCI 뉴스레터) 품질 개선 및 전 세계 1천여명 이상의 전문가 대상 배포(월 1회) - 동위원소 최신 정보 수집 배포를 통한 한국의 선진 과학기술 홍보 다. 전 세계 최신 연구정보 수집 및 국내 확산 - 세계 방사성동위원소 이용, 정책, R&D 등 정보 확산 - 한국방사선진흥협회 및 한국원자력산업협회 소식지 통한 국내 전문가 2차 배포 ○ (협력기관(조직)과의 국제협력 강화) 국가/지역별 전문기관과 국제협력 확대 가. WCI-한ᆞ중ᆞ일 동위원소 다자간 협력 채널 활성화 - WCI-한ᆞ중ᆞ일(CJK) 협력회의/실무그룹 회의 개최 나. WCI-한(KARA), 중(CIRA), 일(JRIA), 인도(NAARRI) 등 양자 협력채널 활성화 - 전문가회의, 세미나, 포럼, 등 공동개최/참석 및 정보/인력교류 촉진 ○ (기업의 해외진출 지원) 방사선 및 동위원소 분야 우리 기업의 해외진출 지원 가. WCI 교육과정 참여국가/기관별 우리 기업의 해외진출 가능성 타진 및 지원방안 모색 - IAEA-WCI 협력 교육과정 참여자 대상으로 설문 조사를 통해 기본 정보 수집 - KOICA ODA 자금을 활용한 우리 기업의 해외 진출 가능성 타진 및 지원 방안 마련 나. 해외 연구자/바이어/공급자 발굴 및 초청 세미나, 기술상담회 등 운영 ○ (운영기반 강화) WCI 사무국의 안정적 운영을 위한 사업 발굴 및 운영 가. WCI 회원 확대 프로그램 개발 및 운영 - 세계 동위원소 유관 기관 광고, 국제회의 홍보 등 회원 유치 활동 나. WCI의 안정적 운영을 위한 중장기 프로그램 개발 - 재정위원회 주기적 개최 및 프로그램 개발 다. WCI 사무국 운영 - WCI 규정 개정, 단체/개인 회원과 홈페이지 관리, 주요 위원회 관리 등 □ 활용계획 및 기대효과 ○ WCI 정보교류 활성화를 통하여 수집된 해외정보는 국내 기업의 현지시장정보로 활용 가능 ○ 국제사회 방사선기술 분야에서 우리나라 국제협력 위상 제고 및 리더십 확보 ○ 개도국 방사선기술 지원 활동을 통해 잠재적 수출대상국 확보 및 기업과 직접 교류기회 제공 ○ 기업의 유망시장 파악 및 국내 방사성동위원소 발전 중장기 전략수립 자료로 활용 가능 (출처 : 요약문 3p)
• 주관연구기관 : 한국방사선진흥협회
• 발행년도 : 20220100
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Development of Integrated Next-generation Quality Assurance System for Particle Therapy

• 연구책임자 : □ 연구개요 ● 연구목표 섬광검출기 기반의 품질보증 방법과 입자치료기 Log-file을 이용한 품질보증 방법의 통합으로 환자 치료 전 QA와 치료 시작 후 All fractions에 대한 입자 방사선치료의 차세대 품질보증 통합시스템을 구축한다. 그리고 이를 통하여 입자 방사선치료에 최적화된 품질보증 원천기술을 확보한다. ● 연구 배경 및 개요 - Bragg peak의 물리적인 성질을 가지는 입자선 (양성자, 탄소, 헬륨등) 치료기는 정상조직에 전달되는 선량이 현저히 적어 세계적으로 입자 치료기의 도입이 증가하는 추세임. - 입자선 치료기법 중 세기조절이 가능해서 정상조직 피해감소와 2차 중성자 발생의 부작용이 덜한 Scanning 방식의 치료가 주도적인 치료기법 선택됨. - 치료기법의 첨단화 추세와는 달리, 그에 따른 품질보증(QA) 방법은 입자선 치료의 특징을 반영하지 못하고 아직 전통적인 X-ray 치료의 품질보증 방식을 사용. - 입자 방사선의 물리적 특징에 최적화된 3차원적 선량분포 확인과 전 치료 기간 동안의 입자 치료선 모니터링을 통해, 최첨단의 입자방사선 치료기법에 부합하는 품질보증 통합 시스템 개발과 그 시스템의 임상 적용 계기를 마련하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 ● 섬광검출기에서의 IDD와 2D 분포확인 - 대표에너지 (70 MeV, 110 MeV 등)에서 의 Bragg Peak IDD 및 Profile 측정 - 다양한 갠트리 각도에서 Profile 측정 ● Multi Energy의 환자 치료계획 선량분석 - Patient-specific QA시의 Image 분석 (position, intensity, range) ● Log-file을 이용한 off-line QA - 실 조사된 Machine log-file 분석 및 해석 - 계획된 Scanning pattern file 분석 - Scanning Pattern과 실제 Log와 비교 해석 ● 섬광검출기 QA와 치료기 Log 분석 결과의 통합 및 연동 - Clinical planned vs. delivered pattern 분석 - 모든 Energy Layer에서의 Log-file 분석과 실제 2D-Array 측정 결과와 비교 - 섬광 검출기 분석 결과와 환자 치료 Log를 통합한 치료 전 QA와 치료시작 후 All fractions QA-tool 개발 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구의 최종목표인 통합시스템의 결과로는 환자별 품질보증 보고서를 가지게 될것이고, 이는 기존의 “치료전”에 “측정”기반의 품질보증 방식에서“모든 치료”에서“측정과 기록”이 기반으로 제시되는 입자선 품질보증의 개념이 획기적으로 변하게 될것임. 그리고 한 단계 더 높아진 품질보증의 효과로 인해, 보다 더 안전한 입자방사선 치료와 향상된 환자 치료성적에 기여하게 될 것임. 또한, 이러한 품질보증 방식은 광자선 치료에도 확대 적용 될 수 있고, 수집된 매 환자치료에 대한 기록은 환자별, 치료 횟수별, 치료 부위별 등으로 분류되어 환자와 치료기 시스템에 대한 Big data를 구축하게 되고, 이를 활용하여 기계학습(인공지능)을 이용한 입자치료기 고장예측과 환자 치료효과 예측 등의 다양한 분석에 사용될 수 있어, 본 연구의 파급효과와 잠재성은 매우 크다고 할 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20220300
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Evaluation of Treatment Guidelines for Patients with Osteoporosis Using National Health Big Datasets and Proposals for Health Policy

• 연구책임자 : - 유방암 생존자 63,021명 중 골다공증성 골절 발생율은 1,000인년당 7.35 명이었으며 부위별로는 손목 골절이 제일 많이 발생하였음. 호르몬 요법 중 Tammoxifene을 사용하는 경우 골절이 감소하는 것으로 보이지만 Aromatase inhibitor를 사용하는 경우, 특히 손목 골절의 발생율은 다변량 분석에서 호르몬 치료를 받지 않는 경우에 비해 1.32배 유의하게 증가하였음. 고관절 골절은 사망위험도를 3.429 배, 척추 골절은 1.608배 증가시키는 것으로 나타남. 한편 전체 Aromatase inhibitor 사용군 중에서 골밀도 검사를 시행하는 경우는 63.78% 뿐이었으며 골다공증 약제를 처방 받는 경우도 8.73% 뿐 이었음. - 전립선암 생존자 총 17,766명 중 ADT 사용군 8,883명 중 골절 발생율은 1000인년당 13.9명이었으며 ADT 사용하지 않는 환자 8,883명 중 골절 발생율은 1000인년당 6.1명으로 andorogen deprivtion theraohy (ADT)를 사용하는 경우에 2.055배 더 높았음. 이러한 경향은 골절 부위별로 SEER 요약 병기별로 분석한 다변량 분석에서도 비슷하였음. ADT 치료를 받는 환자 중에서 골밀도 검사를 시행하는 경우는 14.7% 뿐이었으며 골다공증 약제를 처방 받는 경우도 1.3% 뿐이었음. - 위암 생존자는 총 85,124명 (내시경점막절제술 18,124명, 위전절제술 14,428명, 위부분절제술 52,575명) 중 골다공증성 골절 발생율은 100,000인년당 2.234명 이었음. 위절제술을 시행받은 환자군에서의 골절의 발생율이 내시경적 절제술을 시행한 경우에 비해 다변량 분석 결과 1.236배 더 높았음. 특히 위 전절제술을 받는 경우 부분 절제술이나 내시경적 절제술을 받는 경우에 비해 고관절과 손목 골절의 발생 위험이 유의하게 놓았음. 골밀도 검사를 시행하는 경우는 2.67% 뿐이었으며 골다공증 약제를 처방 받는 경우도 0.5%에 불과하였음. - 갑상선암 생존자 115,821명 중에서 골다공증 골절의 발생율은 1000 인년당 1.276명 이었고, 부갑상선기능저하증이 발생한 환자에서 골다공증 골절의 발생은 1000 인년당 3.899 명, 부갑상선기능저하증이 발생하지 않은 환자에서 1000 인년당 4.604명 으로 부갑상선기능 정상군에서 더 많이 발생하였음. 다변량 분석결과, 부갑상선 기능 저하에 대한 치료로 칼슘과 활성형 비타민D를 사용하는 경우에 비해 그렇지 않은 경우 골닥공증성 골절의 발생율이 1.203배 (1/0.831) 유의하게 증가하였음. 특히 갑상선호르몬제의 용량이 높은 경우 골절의 위험도가 증가하는 경향을 보임. 골밀도 검사를 시행하는 경우는 15.4% 뿐이었으며 골다공증 약제를 처방 받는 경우도 3.01%에 불과하였음. - 자궁경부암 생존자 총 13,480명중에서 골반부전골절은 134례로 발생율은 0.99%로 확인되었음. 방사선 치료를 받은 환자군에서의 골반골 부전 골절의 발생율이 방사선 치료를 받지 않은 경우에 비해 다변량 분석 결과 1.829배 더 높았음. 골반골 부전골절이 발생하는 경우 사망률 또한 높았음. 골밀도 검사를 시행하는 경우는 14.0 % 뿐이었으며 골다공증 약제를 처방 받는 경우도 2.4%에 불과하였음. - 자궁내막암 생존자 총 6,923명 중에서 골반부전골절은 39례로 발생율은 0.56%로 확인되었음. 골반골 부전골절이 발생하는 경우 사망률 또한 높았음. 골밀도 검사를 시행하는 경우는 17.3 % 뿐이었으며 골다공증 약제를 처방 받는 경우도 3.7%에 불과하였음. (출처 : 요약문 4p)
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220600
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Survey on the Status of Radiation/RI Utilization in 2020

• 연구책임자 : ○ 2020년도 우리나라의 방사선 및 방사성동위원소(RI) 이용 기관현황, 인허가량, 수입·생산·수출 현황, 경제규모, 인력현황, 방사선안전관리현황, 애로사항 등의 실태를 조사하여 그 결과를 방사선 및 RI 이용 활성화를 위한 정책방향 설정과 관련 산업의 효율적인 발전 방안 수립을 위한 기초자료로 활용하며, 조사된 통계는 국가승인통계로 관리됨. ○ 2020년도 방사선 및 RI 이용과 관련된 여러 주요 지표를 산출하기 위하여 연구를 수행하였으며, 수행된 주요 내용은 아래와 같음. (1) 2020년 방사선 및 방사성동위원소 이용실태 조사 분석 가. 방사선 및 RI 이용기관 조사 및 분석(선원구분/연도/지역/인허가/이용분야) 나. RI 및 방사선기기의 수입·생산·수출 등에 관련된 지표 획득 및 연도별 증감 추이 조사 - RI 수입(국가별, 용도별, 핵종별), 생산(하나로, 사이클로트론, 가공생산) 및 수출추이 - 방사선기기의 분야별(산업용, 의료용, 수의용) 수입·생산·수출 증감 추이 분석 다. 종사자 현황(인력 및 자격현황, 피폭선량현황) 조사 분석 라. 방사선 및 RI 이용에 따른 매출액 조사 및 경제규모 산출 - 산업/의료/농업/비파괴검사/방사선멸균분야 마. RI폐기물 발생량, 자체폐기량, 위탁폐기량 등 조사 (2) 방사선 및 방사성동위원소 이용실태 설문조사 가. RI공급 수요, 종사자 임금현황, 기타 애로사항 등 (2) 방사선 및 방사성동위원소 세계시장 동향, 국가별 주요 통계, 세계 무역규모 조사 (3) 방사선이용기술(RT)의 국가 연구개발 수행 현황, 연구개발 현황, 특허등록 현황, 최신 RT동향 (출처 : 보고서 요약서 3p)
• 주관연구기관 : 한국방사선진흥협회
• 발행년도 : 20220900
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300013296

Development of Regulatory Technologies for Aging Management of Crack Defect in Operating Nulclear Plant

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 원전기기의 균열평가 및 열화관리 종합규제검증 기술개발 ○ 환경요인을 고려한 가동원전 핵심기기 건전성평가 규제기술 개발 ○ 원전기기 용접부 건전성평가 및 보수용접 안전성평가 규제 기술개발 ◼ 전체 내용 ○ 가동원전 핵심기기의 균열 열화현상에 대한 탐지, 평가, 보수를 통한 종합적인 균열안전성 규제검증 시스템 구축을 목표로 함. (총 괄) 원전기기의 균열평가 및 열화관리 종합 규제검증 기술 개발 (공동1) 환경요인을 고려한 가동원전 핵심기기 건전성평가 규제기술개발 (공동2) 원전기기 용접부 건전성평가 및 보수용접 안전성평가 규제기술개발 ◼ 1단계 ❏ 목표 (총 괄) 가동원전 균열성 열화현상 분석 및 탐지 기법 개발 (공동1) 환경요인에 의한 핵심기기 건전성평가 요소기술 고도화 및 방법론 개발 (공동2) 핵심기기 용접부 형태별 응력상태 도출 및 균열 건전성 평가 ❏ 내용 (총 괄) ○ 1차년도 - 가동원전 계통별 균열성 결함 현상 분석 - 냉각재와 접촉하는 구조물의 응력부식균열 민감도 분석 - 가동원전 균열결함 열화현상 탐지능력 향상 및 신호분석 모델링 및 시뮬레이션 ○ 2차년도 - 핵심기기 노즐 용접부 균열발생 원인분석 - 용접부 잔류응력 해석을 통한 균열 성장의 영향과 상관관계 분석 - 균열탐지 빔의 가시화 기술 및 신경회로망 기반 인공지능 프로세스 개발 ○ 3차년도 - 기기별 응력부식균열 예방 및 보수기술의 규제 적용성 검증 - 균열 탐지능력에 대한 다자간비교시험 수행 및 건전성평가 - 신경회로망을 활용한 신호분석/평가 기술개발 (공동1) ○ 1차년도 - 장기 조사취화 환경을 고려한 원자로용기 결함평가 요소 기술 개발 - 냉각재 환경을 고려한 기기 및 배관 결함평가 요소기술 개발 - 설계기준초과 동적하중을 고려한 원자로내부구조물 건전성 평가 요소기술 개발 ○ 2차년도 - 장기 조사취화 환경을 고려한 원자로용기 결함평가 요소 기술 고도화 - 냉각재 환경을 고려한 기기 및 배관 결함평가 요소기술 고도화 - 설계기준초과 동적하중을 고려한 원자로내부구조물 건전성 평가 요소기술 개발 ○ 3차년도 - 장기 조사취화 환경을 고려한 원자로용기 결함평가 방법론 개발 - 냉각재 환경을 고려한 기기 및 배관 결함평가 방법론 개발 - 설계기준초과 동적하중을 고려한 원자로내부구조물 건전성 평가 방법론 개발 (변형률 기반 안전여유도 평가) (공동2) ○ 1차년도 - 제작 기술기준에 제시된 용접부 설계 요건에 대한 기술적 배경 도출 ○ 2차년도 - 원전 핵심기기 용접부 형태별 설계 요건 및 응력 상태 분석 ○ 3차년도 - 용접부 형태별 응력상태에 따른 균열성장 정도 분석 ◼ 2단계 ❏ 목표 (총 괄) 가동원전 균열성 열화현상에 대한 종합 규제검증 시스템 구축 및 운영 (공동1) 환경요인에 의한 핵심기기 건전성평가 규제요소기술 개발 및 정립 (공동2) 핵심기기의 용접부 형태별 다중균열의 이상화 및 보수용접 안전성 평가 ❏ 내용 (총 괄) ○ 4차년도 - 운전환경을 고려한 원전기기 이종금속용접부 잔류응력 해석 모델 개발 - A-Scan 초음파 결함 신호 추가수집 및 인공지능 기반 균열 평가 소프트웨어 개발 - 주조스테인리스강(CSS) 열화 재료 시험편 제작 및 미세조직 분석 ○ 5차년도 - 인공지능 기반 균열평가 소프트웨어 성능평가 및 보완 - 균열평가 규제검증용 인공지능 시스템 하드웨어 개발 - 비파괴기법을 활용한 CSS 재료열화 분석기술의 규제적용성 연구 (공동1) ○ 4차년도 - 장기 조사취화 환경을 고려한 원자로용기 결함평가 규제요소기술 개발 - 냉각재 환경을 고려한 기기 및 배관 결함평가 규제요소기술 개발 - 설계기준초과 동적하중을 고려한 원자로내부구조물 건전성 평가 규제요소기술 개발 ○ 5차년도 - 장기 조사취화 환경을 고려한 원자로용기 결함평가 규제 기준 정립 - 냉각재 환경을 고려한 기기 및 배관 결함평가 규제기준 정립 - 설계기준초과 동적하중을 고려한 원자로내부구조물 건전성 평가 규제기준 정립 (공동2) ○ 4차년도 - 다중균열 모사 시험 수행 - 용접부 형태별 다중균열 해석 - 용접부 형태별 다중균열 이상화에 따른 보수성 확인 ○ 5차년도 - 용접부 형태별 균열저항성 향상을 위한 보수용접 방안에 대한 안전성 평가 - 보수용접에 따른 재료물성과 미세조직 변화를 반영한 용접부 형태별 응력상태 도출 및 분석 - 용접부 형태별 보수용접 안전성 검증을 위한 규제지침 개발 □ 연구개발성과 (1단계 3년 총 성과실적) ○ N-STAR 기술보고서 작성 : 17권 ○ SCI/비SCI급 논문 게재 : 15편 ○ 국내외 학술대회 발표 : 36건 (2단계 2년 총 성과실적) ○ N-STAR 기술보고서 작성 : 10권 ○ SCI/비SCI급 논문 게재 : 10편 ○ 국내외 학술대회 발표 : 14건 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 지능형 초음파검사 신호분석 시스템 개발을 통해 현행 가동중검사에서 생산되는 자동 초음파검사 신호를 분석하여 결함 유무를 쉽고 빠르게 탐지 가능하므로, 규제검사자(원안위, KINS)의 업무에 직접적으로 활용 가능. 현장 초음파검사 신호분석에 지능형 신호분석 시스템을 적용함에 따라, 가동 중 검사 효율 및 신뢰도 제고 ○ 국내원전 고유 환경요인을 고려한 핵심기기의 건전성평가 규제기술은 장기 가동원전 안전심사(원자로압력용기 관련 심사 등) 및 규제검증평가에 직접 활용 가능. 환경요인을 고려한 기기 건전성평가 규제기술 확보를 통해 국내 고유 실정에 적합한 규제기관 기술기준 정립에 기여 ○ 국내 원전 핵심기기 용접부의 건전성평가 규제기술 개발 및 국내 가동원전 안전 심사 및 원안위고시/규제지침 제·개정에 활용. 국내 고유 실정에 적합한 규제 기관 기술기준 정립에 기여 (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 한국원자력안전기술원
• 발행년도 : 20221100
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300029006

Discovery of microbiome to protect against obesity to modulate bile acid signaling and immune homeostasis

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 비만억제 장내미생물 발굴시스템 구축 및 담즙산 신호체계-면역계 기전연구 ○ 비만 및 노화에 따른 adipose immune profile의 차이를 확인하고, adipose tissue inflammation가 healthy adipose expansion 및 remodeling을 조절하는 기전 연구 ○ 장내 미생물에 의해 조절되는 담즙산 신호체계를 확인하고, incretin 및 intestinal neurotransmitter system에 미치는 기전을 발굴함. 또한 incretin 및 neurotransmitter 신호체계에 의해 조절되는 adipose immune homeostasis와 지방 조직 분화기전의 상호연관성 연구 ○ 장내 미생물에 의한 intestinal immune homeostasis가 mesenteric adipose tissue expansion 및 remodeling을 조절하는 기전 연구 □ 연구개발 내용 인간의 몸과 장내에 공존 공생하는 약 100조-1000조개의 마이크로바이옴은 인간의 대사, 면역 및 신경전달물질 생성에 관여하고 있으며 그로인한 여러질병의 발생 및 치료에 영향을 줌. 본 연구는 비만 억제 프로바이오틱스 발굴을 위한 스크리닝 플랫폼을 구축하고 작용기전을 규명하는 연구 개발을 수행하고자 함. ○ 1차년도: 유전체 분석을 통한 기확보된 비만 억제 균주에 의한 담즙산 신호체계 조절기전 및 adipose tissue immune profile 과 epigenome 분석 ○ 2차년도: 추가 확보된 균주에 의한 담즙산 신호체계 조절기전 및 adipose tissue immune profile과 epigenome 분석하고 Incretin/neurotransmitter 분비를 조절하는 기전 규명 ○ 3차년도: 비만 억제효능이 확인된 균주가 장내 면역항상성을 조절하여, incretin/neurotransmitter 및 adipose immune profile을 제어하는 기전 연구 ○ 4차년도: 한국인 유래 비만억제 균주를 이용하여 미생물-담즙산 신호체계-장/지방조직 면역계-지방조직 리모델링으로 이어지는 분자기전 규명 ○ 5차년도: 비만억제균주-담즙산 신호체계-지방분화 제어기술을 이용한 새로운 표적 유전자 발굴 및 새로운 비만억제 균주 발굴 □ 활용계획 및 기대효과 ○ 비만억제 균주에 의한 지방조직 면역 및 분화 조절기전을 새로운 치료전략으로 제시하여 연구결과를 바탕으로 대사질환 치료제에 비해 부작용을 현저히 감소시킬 수 있는 새로운 개념의 치료제 개발에 응용함 ○ 비만억제 프로바이오틱스 발굴을 위한 스크리닝 플랫폼 구축 및 기전연구를 수행하고 이를 바탕으로 향후 비알코올성 지방간, 대사증후군 등의 영역에 적용. ○ 마이크로바이옴 및 신약사업에 필요한 인재양성 및 배출, 우수한 인력의 생물학연구 진입을 유도하여 대한민국의 바이오 연구발전에 지속적인 기여 (출처 : 요 약 문 3p)
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20220500
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202400011771

Development of automatic on-line adaptive radiation therapy for prostate cancer using deep-learning approach

• 연구책임자 : □ 연구개요 각 장기의 움직임/형태변화 정보를 결합하여 Augmentation 방법을 최적화하는 알고리즘을 연구하여, 개별환자 CT정보만 사용하는 자동도해 알고리즘을 개발하고, 셋업 CT의 품질 고도화을 구현하여 빅데이터 없이 단계적 지능형 네트워크 (셋업CT 고도화, 환자특이적 학습데이터 생성, 장기의 자동도해)를 개발하여 On-line ART를 가능하게 함. □ 연구 목표대비 연구결과 환자 셋업용 CT 고도화 : 환자 셋업용 저화질의 MVCT와 고화질의 kVCT 영상을 이용하여 딥러닝 cycleGAN 네트워크를 이용하여 셋업용 MVCT를 synthetic kVCT로 변환하여 영상 품질을 고도화에 성공함. 고화질로 변환된 MVCT는 셋업영상으로서의 환자의 내부장기의 위치는 유지되면서 영상의 대조도 및 영상품질지수는 kVCT와 유사하게 측정됨. 주요 장기에서 kVCT와 유사한 HU분포 값으로 선량계산에도 적합함을 확인함. 환자 특이적 학습데이터 생성 : 동일한 환자의 2회 촬영한 두 세트의 kVCT 영상을 이용하여 환자 특이적 augmentation 방법을 개발함. 두세트의 kVCT 정합과정에서 발생하는 Deformable Vector Filed (DVF)변화를 딥러닝을 통해 학습하며 학습단계에서 추출한 DVF를 적용하여 원본CT에서 변형된 100 개 세트의 kVCT를 성공적으로 생성하여, 환자 특이적 augmentation을 수행함. 장기의 자동도해 :두 개의 kVCT에서 생성된 환자 특이적 학습데이터를 가지고 딥러닝 기반 U-net segmentation 알고리즘을 학습하여 kVCT의 전립선 주변 장기 Dice coefficient 90% 이상의 정확도를 보여주었음. 위 3가지 방법들을 통합하여 두 개의 kVCT 영상으로 학습한 장기의 자동도해 모델에 고도화된 MVCT 영상을 전달학습으로 자동도해를 진행함. 고화질로 변환된 MVCT에서의 자동도해결과 femoral head의 경우 80% 이상의 정확도를 보여주지만, bladder, prostate, rectum의 경우 영상고도화를 하여도 유사한 장기 사이에 HU분포 구별이 어려워 50% 정도의 정확도를 보임. 전립선 암이 아닌 타 장기에서의 활용 가능성 평가와 영상 고도화 방법의 추가적인 연구가 필요로 함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ■ 임상적 측면 - 본 과제로 전립선 암의 적응방사선 치료의 자동화 구현이 가능해 지면, On-line ART가 실현되어 개인 맞춤형 방사선 치료가 실현 될 것으로 기대됨. 또한 타 질환의 On-line ART 치료 확장 가능함. ■ 기술적/학문적 측면 - 의료에서의 인공지능 적용은 세계적인 추세이며, 앞으로도 부가가치가 큰 사업으로 전망되고 있음. 현재 우리나라에서도 몇 군데의 의료 기관에서 인공지능을 활용한 환자 진료 및 치료를 개발 하고 있으나, 방사선 종양학에서 상용화된 기술은 없기 때문에, 본 연구결과는 상용화 기술로 발전 가능함 ■ 사회적/경제적 측면 - 본 프로젝트는 의료 융합 기술의 발전에 기여할 것으로 예상된다. 국내의 고도화된 IT/ software 기술의 의료기술에 적용함으로써 관련 산업의 국내성장에 기여할 수 있을 것임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202200015296