Ⅳ. 연구결과 -롱빔라인 개념 설계도 -롱빔라인 활용 및 운영 모델 수립 -방사광 신의료기술 개발 연구와 관련 의료 및 헬스산업 발굴 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 김종기
• 주관연구기관 : 대구가톨릭대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword :

본 과제는 비핵화 관련 대정부 기술·정책·교육 지원을 수행하는데 그 목적이 있음. 이를 위하여 비핵화 기술지원을 위한 국내외 유관기관 및 전문가 간 「비핵화 기술지원 협업 파트너십」을 구축하고, 비핵화 지원인력을 교육하기 위한 프로그램 기획(안)을 마련하고, 비핵화 협상의 주요 동향 및 현안에 대한 정보를 수집·분석하여 정책제안을 포함한 전문자료를 생산함. 본 과제의 연구 내용 및 범위는 다음과 같음. ◦ 비핵화 관련 유관기관/전문가 협력 체계 구축 ◦ 비핵화 참여인력 교육 프로그램 개발 계획 수립 ◦ 비핵화 기술·정책지원을 위한 네크워크 구축 및 역량 강화 (출처 : 초록 39p)

• 연구책임자 : 이영욱
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 비확산;비핵화;핵군축;검증;폐기; 2. Non-proliferation;Denuclearization;Disarmament;Verification;Dismantlement;

• 일본 RIKEN의 SAMURAI/SπRIT 실험에 참여하여 Sn+Sn 충돌데이터 취득 • SπRIT 시간투영검출기의 하전입자 궤도추적 소프트웨어 개발 • SπRIT 데이터를 분석하여 입자판별 및 데이터 분석 • 미국 미시간주립대학의 NSCL 중이온 충돌실험에 참여하여 Ca+Ni과 Ca+Sn 데이터 취득 • LAMPS 중성자검출기 데이터 취득 전자장비 시제품 성능시험 • HIRA 및 LANA 검출기를 이용해 취득한 데이터를 이해하기 위해 시뮬레이션 수행 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 홍병식
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 이화학연구소;동위원소 가속기;핵물질 대칭에너지;시간투영검출기;궤도추적;사무라이 국제공동연구; 2. RIKEN;Isotope accelerator;nuclear matter symmetry energy;Time projection chamber;Track reconstruction;SAMURAI International Collaboration;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 박우진
• 주관연구기관 : 광주과학기술원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 알츠하이머병;치매;아밀로이드 베타;단백질 분해효소;유전자 치료제; 2. NIa (Nuclear Inclusiona);SAS (Sythetic Alpha-Secretase);

방사선의생명 연구의 체계적인 연구 환경과 실용화 시스템 확립을 위한 방사선반응제어기술은 방사선의학의 취약한 부분인 방사선생물자원 구축 및 방사선반응데이터 확보에 주력하고, 경쟁력있는 방사선치료저항성 신규 바이오마커 대량 발굴과 검증 연구를 강화하며, 이 기반을 통해 실용화 가능한 치료신약개발을 활성화하였음. 치료신약개발을 위하여 형광표지 단백질 기반 고속대량탐색 시스템(HTS), 3차원 배양 종양오가노이드모델 기반 HTS, 분비단백질 SEAP기반 등의 약물분석 시스템 확립을 통해 신규 타겟 표적의 first-in-class 물질 3종 이상 발굴, 검증 완료함. 또한 방사선민감물질을 개발하여 2건의 기술이전 완료함. 방사선에 의한 정상세포 손상을 억제할 수 있는 표적 발굴로는 혈관손상인자 타겟의 보호제 후보물질 2종과 피부세포 보호효과가 있는 물질 1종, 정상 폐 섬유세포 보호 후보물질 2종을 발굴하여 효능 평가 및 그 기술을 인정받아 기술 이전 2건을 완료하였음. 방사선의생명 인프라 구축을 위하여 뇌암, 폐암, 유방암 세포주 및 환자 암세포를 대상으로 방사선 저항성 세포주를 30 여종을 제작하였고 검증된 세포주의 바이오데이타를 확보하였음. 또한, 방사선 저항성 종양줄기세포를 이용한 인체종양이식 마우스 동물모델(뇌암 orthotropic 모델)을 확립하여, 방사선저항성 종양 및 혈관 추적 모델을 구축하였고 이 동물모델을 이용한 방사선반응 측정 및 치료약물 검색시스템 개발을 진행하였음. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김광석
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 방사선치료;바이오마커;분자진단;방사선 신약;방사선민감; 2. radiotherapy;biomarker;molecular diagnosis;radiation medicine;radiosensitivity;

정밀의료를 위한 임상시험 활성화 본 사업을 통해 연구자주도임상연구를 지원함으로써 연구수행환경을 개선하고 임상연구 활성화에 기여하였음. 방사선의학 기반 정밀의료 구현을 위해서는 임상시험팀의 활성화는 꼭 필요하며 이를 바탕으로 연구소 중심의 기초 중개연구자와 병원중심의 임상적 적용의 공동 연구 플랫폼 구축을 제안하고자 함. (출처 : 요약서 7p) 환자유래 오가노이드-유전체 임상연계 통합시스템 개발 1. 대장직장암 환자유래 오가노이드 기반 유전정보-임상 연계형 방사선치료 평가 플랫폼 구축 ○ 환자유래직장암 오가노이드를 이용한 수술전 항암방사선 치료반응 예측모델 연구 ○ 대장직장암 환자 유래 오가노이드-유전체정보-임상데이타 통합시스템 구축 2. 환자유래 오가노이드 기반 질병연구 및 신약개발 모델 구축 및 검증 ○ 방사선손상제어를 위한 후보물질 도출 및 유효성 평가 3. 환자유래 오가노이드 제작 및 배양기술 개발 ○ 대장 오가노이드 안정화 및 대량증식을 위한 기술개발 ○ 간오가노이드 제작 ○ 전이부위 암 유래 오가노이드 제작 (출처 : 요약서 30p) 환자중심 방사선유전체 임상정보 통합 라이브러리 개발 - 대장암 환자의 의료 영상 이용 딥러닝 기반 Radiomics 분석, 성능 향상 (AUC 0.9653) 및 임상정보 통합 라이브러리 구축 확대 - 수술 받은 간암 환자의 임상정보, MR 영상 통합 라이브러리 구축 완료, 간암 Genomics 분석을 위해 인체자원은행에 보관 중인 조직 선별 완료 - 수술 받은 지방육종 환자의 임상정보, MR 영상 통합 라이브러리 구축 완료 - 갑상선암에 대한 Radiomics 연구 결과를 해외학회에 발표하고, 논문을 Submission - Radiomics 분석 결과와 임상정보를 연계하여 라이브러리 구축 및 임상 연구 수행 - Fibrosarcoma 이종이식 동물모델을 이용하여 CT 영상 분석 전임상 연구 수행 - 산/학/연 분야의 파트너들과 머신러닝/영상분석 관련 기술협력 지속 (출처 : 요약서 46p) 정밀의료를 위한 방사선 관련 인체자원 확보 < 사업 목표 > ○ 방사선의학 임상·중개연구에 필요한 특화된 인체자원은행 운영 ○ 국내 법·규정과 국제 표준에 맞는 인체자원은행 시스템 구축을 통해 방사선의학 임상·중개연구 수월성 제고 ○ 인체자원은행 시스템 고도화 및 이용 활성화를 위한 R&D 수행 < 사업 내용 > 1. 자원의 수집, 질 관리, 분양 및 분양 성과물 1) 자원 수집 : 방사선작업종사자 24명, 방사선치료암환자 144명분을 포함한 3,403명의 18,791vial의 검체(혈액 16,219vial, 조직 2,572vial)를 수집함 2) 자원 질 관리 : 국제(ISBER PT program) 및 국내(질병관리본부 주최) 외부 정도관리 프로그램에 참가하여 인체자원 제작 및 질 관리 능력을 인정받았고, 인체자원은행 표준운영지침서에 따라 내부 질 관리를 4회 수행함 3) 자원 분양 : 10건의 R&D 연구과제에 822명분 972vial의 검체를 분양함 4) 분양 성과물 : 분양된 자원의 활용 성과물로 논문 4편이 생산됨 2. 은행 활동 1) 잔여혈액검체 수집 및 입고 절차 신설 2) 인체자원은행정보관리시스템(Human Biobank Information System; HuBIS_Sam) 업데이트 3) 임상연구심의위원회(IRB)에 인체자원은행 운영 보고 4) 직원 교육 지원 : 생명윤리 및 안전에 관한 교육 및 개인정보보호 교육 (8회) 5) 인체자원은행 운영에 따른 조사 및 점검 (출처 : 요약서 117p) 정위방사선치료 임상 최적화 기술 개발 국내 최초로 본원에 설치, 운영되고 있는 로봇을 이용한 정위방사선 치료장비인 사이버나이프가 노후화됨에 따라, 본 사업을 통해 정위방사선 치료의 축적된 기술의 향상과 암 치료 효과 증진을 위한 로봇치료 최적화 기술개발 및 국외 기술 이전을 통한 기술 선진화 및 국제교육 활성화 등에 기여하고자 함. ○ 노후장비 교체(3세대→ 4세대 사이버나이프)를 통한 정위방사선치료 원천기술의 계승 및 발전 기반 확보 - 신규 로봇 정위방사선 치료장비의 이용 효율화 및 최적화 강화 ○ 폴리우레탄 및 방사선 변색 염료를 이용한 3차원 선량계 개발 - 관련 연구 결과 해외학회 논문 발표 2건 : - 65th Radiation Research Society (USA, 2019.11) - 14th Asia-Pacific Physics Conference (Malaysia, 2019.11) ○ 사이버나이프 기술 이전 및 국제교육체재 활성화 방안 확립 - 아시아지역 국제협력 초청 SBRT(체부정위방사선치료) 연수 교육 실시 (말레이시아 국립암센터, 2019.05.20~05.24) - IAEA/TC Enhancing Conformal Radiation Therapy & Stereotactic Body Radiation Therapy 1차 연수교육 (몽골 국립암센터, 2019.09.03~2019.09.27) - IAEA/RCA 연계 국제협력 초청 SBRT/IMRT 1차 연수교육 실시 (태국, 2019.10.07~2019.12.26) - IAEA/RCA 6085, Enhancing Stereotactic Body Radiation Therapy for Frecquent Cancers in the RCA Region, Project Final Meeting (미얀마 양곤, 2019.11.04~2019.11.08) - AESN/RCARO/KIRAMS TTC, 아세안 방사선치료 국제연수교육 (본원, 아세안 동남아 10 개국 20명,2019.11.11~11.15) - IAEA/RCA 연계 국제협력 초청 SBRT/IMRT 2차 연수교육 실시 (베트남 108병원, 2019.12.09~2019.12.13) (출처 : 요약서 146p) 과학기술특성화병원 기반 기초/임상연구 연계 육종 치료기술개발 육종암줄기세포 분리시스템 구축 1. 골육종 환자 및 지방육종 환자의 조직으로부터 육종암줄기세포 분리 시스템 구축. 상용 육종암세포주 이용 타겟 후보 규명 1. 육종암 세포주에서 CXCR4 발현 양상 확인 2. 척색종세포에서 CXCR4 발현과 종양줄기세포적 특성과의 상관관계 규명 3. 골육종 세포주에서 CXCR4 발현과 방사선 저항성과의 상관관계 규명 4. 지방육종 세포주에서 CXCR4 발현과 방사선 저항성과의 상관관계 규명 방사선 내성 육종암 세포주 구축 1. 지방육종세포인 SW872 세포주를 이용하여 방사선 내성 세포주 구축 2. CXCR4 발현 변화 확인 및 방사선 저항성 변화 확인 신개념 방사선치료법 개발(초/고선량율 방사선치료(FLASH RT)) 기초 연구 1. 방사선조사장치 조사선량율 분석(양성자, X-선, 전자선) 2. 방사선치료기의 초고선량율(ultra-high dose rate) 조사장치료 개조 3. X-선 조사선량율(10배)에 따른 clonogenic survival assay (출처 : 요약서 188p)

• 연구책임자 : 김동호
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 방사선의학;정밀의학;연구자주도임상연구;임상연구;오가노이드;임상시험;방사선치료;대장암;방사선 손상제어;방사선유전체;라디오믹스;대장암;간암;지방육종;정밀의료;딥러닝;방사선;바이오뱅크;인체자원;정밀의료;정도관리;정위방사선치료;고정밀 3차원 선량계;국제교육센터;육종암;육종암줄기세포;방사선저항성;초/고선량 방사선 치료; 2. Radiology;Clinical Precision Medicine;Investigator-Initiated Trial;Clinical Research;Organoid;Clinical trial;Radiotherapy;Colon cancer;Radiation protection;RadioGenome;Radiomics;Colorectal cancer;Liver cancer;Liposarcoma;Precision medicine;Deep learning;Radiation;Biobank;Human biospecimen;Precision medicine;Quality control;Stereotactic Radiotherapy;High precision three-dimensional dosimeter;International Education Center;Sarcoma. Sarcoma stem cell;CXCR4;Radioresistance. FLASH RT;

양극산화 기술을 이용하여 나노구조 산화막을 가진 지르칼로이 기반의 사고저항성 핵연료 피복관을 개발하였음. 나노구조 산화막의 내부식 특성을 이용하여 티타늄, 스테인리스 스틸에도 양극산화 기술을 적용하여 내부식성을 개선함. (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 조성오
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 핵연료 피복관;내부식성;양극산화;나노구조;산화막; 2. Nuclear fuel cladding;Corrosion resistance;Anodization;Nanostructure;Oxide layer;

□ 채취 훈련 ○ 3개 시설을 대상으로 채취 훈련을 통해 채취한 85개 시료를 CSS로 스크리닝 함. MMXRF 고장으로 금년 채취 시료를 대상으로 한 정밀입자분석은 별도로 시행하지 않음 □ 분석 역량 강화 ○ 스크리닝-정밀 입자분석 간 연계를 위해 입자분석 의뢰기준, 입자 회수 효용성 확보방안 수립 ○ 정밀 총량 분석 단계에서 기존의 산전처리 방식으로 용해시킬 수 없는 시료를 용해하는 방안의 도입 □ 해석 역량 강화 ○ 한전원자력연료의 주요측정지점별 베이스라인 구축을 통한 추후 미신고 핵활동 비교기준 수립 ○ 에어로졸 발생장치를 이용한 우라늄 입자시료 제작 기반과 SEM-EDS를 이용한 검증 기반 마련 □ 2019 특이성과 ○ 캐나다 원자력안전위원회의 UOC 교차분석 프로그램 참가하여 우라늄 광물 분석 역량 강화 ○ 2020년 실험실 이전에 대비하여 실험실 동선 설계 (출처 : 초록 3p)

• 연구책임자 : 서하나
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 환경시료;시료분석;감마분광분석장비;알파분광분석장비; 2. Environmental Sampling;Sample Analysis;Ga mma Spectrometry;Alpha spectrometry;MMXRF;

국내 핵연료 취급 시설 개 보수와 북한의 비핵화에 따른 핵시설 폐쇄에 대비하여 이에 필요한 고 방사성 건식 제염기술 및 2차폐기물 처리 기술을 개발하는데 있어서 저 에너지를 소비하고 환경에 무해한 건식 제염제를 사용하며 2차 방사성폐기물 발생량을 최소화하는 요소기술을 확보하는 것이 필요하다. 본 과제에서는 아래의 두 분야로 나누어 연구를 수행하였다. ● 고 방사성 건식제염기술 개발 - 해외 건식제염기술 개발 및 적용사례 분석 - PFC 에멀션 용액 제조를 위한 screening test, 건식제염 실험장치 설계 제작 - 모사시편 제조 및 PFC 에멀션 용액에 의한 제염 기초 실험 ● 건식 제염폐기물 처리기술 개발 - 해외 해체 방사성 폐기물 처리 및 관리 사례 분석 - 건식 제염폐기물 처리기술 도출 및 기초특성 연구 (출처 : 서지정보양식 63p)

• 연구책임자 : 원휘준
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 제염;에멀션;여과;흡착;증류;모사 시편;오염모사;금속;재활용;폐기물;처리; 2. Decontamination;PFC;emulsion;filtration;adsorption;distillation;surrogate specimen;metal;reuse;waste;treatment;

□ 연구개요 임플란트 수술의 주요 실패 요인은 뼈가 임플란트 표면에 달라붙지 않는다는 것임. 티타늄은 주변 뼈나 연조직 자체를 직접 성장시킬 수 없음. 이를 해결하기 위해, 항생제 및 생체활성물질을 임플란트 표면에 코팅 하였으나, 코팅된 물질들은 초기에 방출되어 지속적인 효과를 볼 수 없었거나 방출 속도를 조절할 수 없다는 단점이 있었으며 화학 물질을 사용하므로 인체에 위험할 수 있음. 따라서 본 연구는 인체에 무해한 이온화 에너지인 감마선 에너지를 사용하여 항생제와 생체활성물질을 임플란트 표면에 코팅하여 성공적인 임상 결과에 최적의 효능을 발휘할 수 있는 또 다른 표면 처리법을 연구하고자함. □ 연구 목표대비 연구결과 ○ 1차년도 • 임플란트 표면 개질을 위한 코팅 기술을 지속적으로 연구 개발하였으며, 다양한 in vitro 실험을 통해 그 성능과 안정성을 평가하고 개선 - 임플란트 표면에 DOPA, heparin, collagen, BMP, VEGF, PDGF, aminoglycoside 등의 항생제 및 생체활성물질을 탑재하는 프로토콜 정립 - 생체활성물질이 탑재된 임플란트 표면의 물리·화학적 평가를 시행하여 표면의 안전성 및 성능 평가방법에 대한 가이드라인 정립 - 표면 개질된 임플란트의 세포수준 안전성 및 유효성 평가 • 임플란트의 안전성 및 성능 평가를 위해, 다양한 임상적 상황을 모방한 동물 모델 개발 ○ 2차년도 • 생체활성물질이 코팅된 이식 재료의 골융합 촉진 및 임플란트 주위염 치료 효능평가 - 다양한 방법 (화학적 방법, 감마선을 이용한 방법 등)으로 생체활성물질을 이식 재료에 탑재하는 프로토콜 정립 - 세포 실험을 통해 생체활성물질이 탑재된 티타늄 스크류의 안전성 및 성능 평가 - 동물모델을 이용하여 개질된 표면의 안전성 및 성능평가 ○ 3차년도 • 최종 전임상 평가를 위한 재료 선정 및 프로토콜 확립 - 소동물 모델에 다양한 골이식재를 적용하여, 재료에 따른 안전성·유효성 비교 평가 • 감마선 기술로 생체활성물질이 탑재된 임플란트의 대동물 전임상 평가. - 최적의 감마선량 (25kGy)으로 콜라겐을 임상적용 가능한 티타늄 임플란트에 탑재하고, 표면 특성 및 화학적 조성을 화학적 콜라겐 가교법과 비교 평가 - 전임상실험을 통한 표면개질된 임플란트의 안전성 및 유효성 평가 □ 연구개발결과의 중요성 ○ 4세대 임플란트 표면 개발의 지속적인 필요성으로 인해 많은 연구에도 불구하고 개발된 상품은 전무함. 이는 식약청 허가 시 표면개질에 사용한 유해물질의 안전성을 검증하지 못함이 가장 큰 이유임 ○ 일반적인 표면 개질법은 인체에 유해한 화학물질의 사용이 필수적이나, 감마선 기술을 이용한 경우 인체에 유해한 화학물질의 사용을 최소화할 수 있어 FDA 승인이 수월함. ○ 기능성 소재 개발에 있어 신규물질의 합성, 표면 분해 등을 이용한 방법은 합성의 복잡성, 표면 개질의 불균일성 및 낮은 수율로 인해 생체활성물질의 고정화에 제한적이며, 감마선 기술을 이용할 경우 높은 수준의 표면개질이 가능해 생체활성물질의 고정 및 전달 수율을 매우 높일 수 있음. ○ 고령화 사회와 삶의 질 향상으로 인한 치과용 임플란트 환자가 더욱 증가할 것이 예상되므로 감마선을 이용한 치과용 융복합형 티타늄 임플란트 기술의 산업적 가치가 증대됨 (출처 : 연구결과 요약문 3p)

• 연구책임자 : 허중보
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 임플란트;티타늄;표면;감마선;골재생;골융합;대동물;