□ 알파핵종 표적치료를 위한 인프라 최적화 ○ 알파 핵종 1종 핵종 품질 분석 ○ 알파 핵종 1종 측정 및 평가 기술 개발 ○ 국제 연구 협력 강화 □ 알파핵종 표적치료관련 선량평가 protocol 고도화 ○ 알파 핵종 1종에 대한 비임상 및 임상 감마영상화 프로토콜 정립 ○ PET 영상이용 치료반응 예측 평가 방법 개발 □ 알파핵종 표적치료관련 종양모델, 실험 protocol 확립 ○ 표적치료용 알파 핵종 방사성의약품 3종 표지법 확립 ○ 표적치료용 알파 핵종 표지 방사성의약품 3종 소동물 장기분포 평가 ○ 표적치료용 알파 핵종 표지 방사성의약품 2종 안정성 평가 ○ 알파 치료를 위한 진단용 방사성의약품 1종 독성평가 □ 알파핵종 표적치료 임상시험 실시 ○ 전립선암 관련 임상시험 3건 시행 ○ 전립선암 관련 PSMA-I&T 임상시험 준비 ○ 유방암 관련 임상시험 2건 시행 □ 알파핵종 치료관련 autophagy 와 병리분석 심화연구 ○ 방사선 유도 autophagy에 관련된 histone 조절 유전자를 이용한 폐암세포에서의 방사선치료 효과 확인 ○ 알파핵종 표적 치료 타겟 발굴을 위한 병리 기반 연구 ○ 대장암에서 방사선 치료 감작제 및 방사선 치료 저항 극복 표적 치료제 발굴 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 송강현
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 알파핵종;방사성 핵종치료;암;유전자 변이;항암방사선 맞춤치료 기술개발 방사선감수성 증가 치료법;신호전달;병리분석; 2. alpha emitting radionuclide;radionuclide therapy;cancer;gene mutation;tailored anticancer radiation therapy;radiosensitizing therapy;autophagy;signal transduction;pathological analysis;

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;

□ 연구개요 본 연구는 기존의 방사광원의 소형화가 가능한 Plasma Wakefield Accelerator(PWA)용 방사광 발생 장치인 TGU의 개발 및 TGU를 활용한 기존 X-FEL 시설의 활용도 확대 방안 연구, 두 가지 항목에 초점을 맞춰 진행하였다. 이를 위해, 자석 구조물간 상대적 거리를 이용해 자기장 크기와 gradient를 조절할 수 있는 APPLE-X type undulator의 개념을 활용해, PWA에 사용할 수 있는 자기장 크기와 gradient를 독립적으로 조절할 수 있는 TGU 물리 모델 개발과, PAL-XFEL 시설에서의 TGU 활용 방안 검토 및 X-FEL용 TGU 물리 모델 개발을 목표로 연구를 진행하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 각 연차별 연구 목표는 1년 차 활용방안 조사 및 TGU의 parameter 선정, 2년차 바탕으로 한 PWA용 및 X-FEL용 TGU의 물리 설계 진행, 3년차 물리 설계를 바탕으로 한 각 TGU의 자장 특성 분석용 측정 system 고안 및 개념 설계로 설정하였다. 1년 차에 진행한 연구 결과, 문헌 조사 및 전자빔 simulation을 바탕으로, PWA, X-FEL, 고출력 IR 발생용 ERL(Energy Recovery Linac) 활용 방안에 필요한 TGU parameter를 선정 하였다. 2차 연도는, PWA용 TGU 모델로 superconducting undulator를 기반으로 한 K 값과 gradient가 조절 가능한 물리 모델을 개발하였다. X-FEL용 TGU는 PAL-XFEL parameter를 바탕으로 APPLE-X type undulator의 물리 모델 개발과 기존 planar type undulator의 자장 계산을 통해 large bandwidth mode 운영 시, 제공 가능한 K 값과 gradient 영역을 비교하였다. 3차 연도에는 TGU용 자장 측정 system의 개념 설계인 연구 목표를 변경 해, PAL-XFEL의 hard X-ray undulator와 자장 측정 system을 이용해, 실제 planar undulator의 TGU 활용 시, 사용 가능한 undulator의 field 측정을 진행하였다. 이를 이용해, 기존에 설치된 planar undulator의 운영 방식을 변경해 large bandwidth mode에 활용 가능 여부 및 예상되는 문제점 및 해결 방안들을 검토하였다. □ 연구개발결과의 중요성 기존 방사광 가속기의 소형화를 이룰 수 있는 대안 중 하나인 PWA는 현재 안정적으로 기존 방사광 이용자들이 요구하는 수준의 전자빔과 방사광을 발생시킬 수 없다. PWA 운영상의 문제점 해결과 방사광 시설로서의 활용도를 높이는 방안 중 하나로 방사광 발생 장치인 TGU의 K 값과 gradient의 독립적인 조절이 가능한 TGU의 물리 모델의 제시와, 자장 특성 계산을 통해 실현 가능성을 보였다. 이를 이용해, PWA 운전 시 전자 빔 parameter 변화에 유동적으로 대처가 가능할 것으로 기대되며, 넓은 spectrum의 방사광 제공이 가능해 기존 시설의 활용도를 넓힐 수 있다. 또한, X-FEL용으로 활용 가능한 TGU의 K 값과 gradient 비교를 통해, PAL-XFEL의 large bandwidth mode의 도입 가능 여부를 확인하였으며, 이를 통해 방사광 이용자와 시설 활용도의 확대가 가능한 것을 기대된다. (출처 : 연구결과 요약문 3p)

• 연구책임자 : 이소정
• 주관연구기관 : 포항공과대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : Tranverse Gradient Undulator (TGU);Plasma Wakefield Acceleator (PWA);X-ray Free Electron Laser (X-FEL);Superconducting Undulator (SCU);Large Bandwidth Operation Mode;

○ 연구개요 ◦ 임상에서는 납판을 그대로 사용하거나 납 분말이나 아산화납을 과량 고분자 수지에 배합한 방사선 방호섬유 소재를 사용하여 방사선에 대한 안정성을 확보하고 있으나 제작하는 공정 과정에서 인체에 납 중독을 일으키는 치명적인 문제로 인하여 사회적으로 외면 받고 있음. 기술적 관점에서 매우 작은 극공으로 방사선이 투과할 가능성이 있기 때문에 충분한 차폐성능을 확보하기 위한 두께에 한계가 있으며, 이로 인하여 신축성, 유연성, 경량화에 한계가 있음. 하지만, 납을 포함하지 않고 방사선 차폐 성능을 확보함과 동시에 신축성, 유연성을 획기적으로 개선한 첨단 메디컬 신소재에 대한 연구가 절실함에도 불구하고 아직까지 방사선 방호소재 분야의 기술 성숙도가 낮아 안정성, 경제성을 갖춘 제품에 대한 개발은 이루어지지 못하고 있음. ◦ 이에 본 연구에서는 납을 대체할 방사선 차폐 물질을 적용하여 방사선 차폐성능을 확보함과 동시에 신축성, 유연성을 겸비할 뿐만 아니라 경량화 가능한 첨단 메디컬 신소재 기술을 연구함으로써 무독성 방사선 방호섬유소재 제조 기술을 구현하고자 함. ○ 연구 목표대비 연구결과 ◦ 1차 년도는 무독성 방사선 방호섬유 소재 개발을 위한 차폐 시트 연구를 목표로 연구를 수행한 결과 문헌 조사, 특허 분석을 바탕으로 차폐 후보 물질 선정을 완료하였으며 공정 변수에 따른 simulation 연구 결과를 바탕으로 단일 층 차폐 시트 구조 설계 완료 후 1차 무독성 방사선 차폐 시트 제작을 완료하였음. 제작된 차폐 시트는 에너지 변화에 따른 차폐율 성능 평가를 수행하여 후보 물질 군 차폐율 성능 비교 분석을 완료하였음. 상기의 연구 결과를 바탕으로 1차년도 정량적인 연구 목표를 달성하였음. ◦ 2차년도는 유연성 및 신축성 성능 개선을 위한 기능성 소재 연구를 목표로 1차 년도에 제작된 차폐 시트의 공정 최적화 연구를 수행하였으며 유연성 및 신축성 평가는 KS 규격에 부합하는 평가 방법과 기준을 바탕으로 연구 결과를 도출하였음. 또한 고분자 물질 혼합 비율을 적용한 다층 구조의 차폐 시트 제작을 위해 고분자 배합 비율 변화에 따른 인장강도, 신장률, 유연성 등 물리적 특성 평가를 수행하여 그 결과를 정량적으로 도출하였음. 상기의 특성 평가 결과를 바탕으로 다층 구조의 방사선 차폐 시트를 제작, 차폐율 평가를 수행하였으며 해당 차 년도의 기능성 소재 연구에 대한 정량적 목표를 달성하였음. ◦ 3차년도에는 첨단 메디컬 무독성 신소재의 임상 적용 가능성 평가를 목표하였음. 다층 구조의 차폐 시트 제작 시 공극률 최소화 및 표면 특성 개선 후처리 작업에 대한 연구를 바탕으로 차폐 성능 평가와 경량화 가능성 분석 등의 결과를 도출하였음. 또한 공인 인증기관의 시험 성적서를 확보하여 임상 적용 가능성에 대해 검증하였음. 상기의 연구 결과를 통해 해당 차년도 연구 목표 대비 우수한 정량적 목표를 달성하였음. ○ 연구개발결과의 중요성 ◦ 국내 기술 성숙도는 방사선 안전관리 분야에서 선진국 수준의 수준에 육박하는 것으로 분석되고 있으나, 안전성을 확보하기 위한 방사선 방호소재 분야에서는 기술 성숙도가 낮은 상황이므로 본 연구 개발은 작업자의 안정성을 확보할 뿐만 아니라 국민의 신뢰성을 높이는데 기여할 수 있으므로 중요도가 매우 높음. - 본 연구 결과는 다층 구조로 방사선 차폐 시트를 설계함으로써 각 소재층에 존재하는 극공에 대한 영향을 고려하여 인체 내에 흡수될 수 있는 방사선에 대한 영향을 최소화 하였으므로 기존 방사선 차폐체 기술의 문제점인 특성 X선에 대한 피폭 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 연구 결과로 제시될 수 있음. 그러므로 상기의 연구 결과를 바탕으로 방사선 안전 관리 분야에서 안정성을 확보하기 위한 방호 소재 분야의 기술 성숙도를 높일 수 있는 중요한 연구 결과로써 제시될 수 있을 것으로 사료됨. - 다층 구조의 차폐 시트의 유연성 및 신축성 등 물리적 평가에 대해 납과 상대적인 비교평가를 수행한 결과 모든 지표에서 우수한 특성을 나타냈으며, 특히 인장강도 평가에서 매우 우수한 특성을 나타내는 것으로 평가되었음. 이러한 연구 결과는 기존에 상용화된 납 차폐체를 대체할 수 있는 신소재로써의 가능성을 검증할 수 있는 중요한 원천 기술 자료로써 제시될 수 있으며 나아가 국내 방사선 차폐 분야의 학문/기술적 수준을 한 단계 높일 수 있을 것으로 사료됨. (출처 : 연구결과 요약문 3p)

• 연구책임자 : 박지군
• 주관연구기관 : 한국국제대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 방사선 방호섬유소재;무독성 신소재;다층 구조;방사선 차폐 시트;직접 X선 차폐;특성 X선 차폐;공간선량 차폐;경량화;유연성;

○ 원내 동물실험진행 총괄 - 동물실험윤리위원회 운영, 동물실험계획서 심의 ○ 특정병원균부재 사육환경 유지 - 정규·비정규 미생물모니터링, 낙하균 검사, 수질검사 수행 ○ 안정적 실험동물 인프라 운영 - 성능적격성평가, 시험·조정·평가 ○ 동물실험 전 과정 수행 지원 - 온라인신청시스템 운영, 유지, 보수 - 연구자 대상 교육 (윤리교육, 이용자교육, 공용장비 사용 교육) ○ 방사선의학연구 경쟁력 강화 - 공용장비 인프라의 체계적 관리 - 신규 방사선장비 구축 및 운영 ○ 동물실험 인프라 역량 고도화 - 방사선연구 특화 동물 모델 확립 - 외부수탁/공동연구 수행 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이민영
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 방사선;실험동물;특정병원균부재;동물모델;동물실험윤리위원회; 2. radiation;laboratory animal;specific pathogen free;animal model;IACUC;

- 목적: 원자로 구조재료 접합부 및 모재의 파손저감 신기술 및 성능예측기술 개발 위해 접합부의 가동 중 안전성을 향상시키기 위한 접합 신기술과 장기운전시 성능예측기술 개발 - 수행 내용 및 성과 - 구조용 Type 316 SS 및 Mod. 9Cr-1Mo FM강의 접합기술 최적화 및 성능평가 - 원자로 이종금속용접부 대체용 경사기능재료 제조 및 특성평가 - 배관용 Type 316 SS의 고주기 피로 특성평가 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 윤지현
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 3D 프린팅;경사기능재료;이종금속용접부;Type IV 균열;고주기 피로; 2. 3D printing;functionally graded material;dissimilar metal weld;Type IV cracking;high cycle fatigue;

□ 연구개요 ■ 본 연구에서는 세포의기계적 특성을 정밀하게 측정할 수 있는 고주파 초음파 방사력기술과 초고속 광학 위상 이미징 기법 융합을 통한 신개념 비접촉 세포 탄성 영상 시스템을 개발 하는데 그 목적이 있음 ■ 세포의 기계적 특성과 질병 진단 및 치료에 있어 그 메카니즘을 파악하는데 중요한 인자로써 지금까지 그 기계적 특성을 측정 가능한 장비는 큰 시간 소요성 및 직접 샘플에 접촉하는 방식을 사용하고 있으며 강성도가 낮은 샘플 및 미디어 안에서는 그 측정 정확도가 떨어짐 ■ 이에 따라 본 연구를 통해 비접촉 방식으로 바이오 샘플에 기계적 자극이 가능한 고/저주파 초음파 마이크로 빔 자극 시스템과 인가된 초음파 음압에 따른 세포들의 시공간상의 두께의 변화를 측정 할 수 있는 초고속 위상차 현미경 시스템을 기반으로 세포의 고해상도 탄성 영상 획득이 가능한 시스템을 개발함. 본 과제에서 개발한 시스템을 통해 전이성이 다른 암세포의 기계적 특성을 정량적으로 측정할 수 있으며, 개발된 시스템을 이용한 암세포의 전이성을 판별 할 수 시스템 유효성을 확인함 □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 본 연구의 목표는 크게 ‘초음파 자극을 위한 저/고주파 초음파 변환자와 초음파 마이크로빔 자극 시스템 개발’, ‘초음파 자극에 따른 암 세포의 고해상도 영상과 두께를 함께 측정 가능한 초고속 위상차 현미경 시스템 개발’, ‘개발된 시스템의 직접화 및 개발된 시스템 유효성 평가’를 목표로 함 ■ ‘초음파 자극을 위한 저/고주파 초음파 변환자 및 초음파 자극 시스템 개발’은 11MHz와 26MHz의 고집속 초음파를 발진 할 수 있는 링타입 초음파 변환자를 개발하였으며 초음파 변환자의 위치를 세부 조정하기 위한 모터라이즈 스테이지, 전기 신호를 발생시키는 함수발생기 및 전력 증폭기로 구성함 ■ ‘초고속 위상차 현미경 시스템’은 off axis 방식의 간섭계를 기반으로 개발 됨. 녹색광의 레이저를 사용하여 샘플 빛이 암 세포를 투과 할 때 발생되는 위상차를 기준 빛과의 간섭을 초고속 카메라를 통해 성공적으로 측정했으며, 측정된 위상차를 통해 세포의 두께를 측정할 수 있는 알고리즘 및 시스템을 성공적으로 개발함 ■ ‘개발된 시스템의 유효성 평가’는 서로 다른 전이성을 갖는 두 유방암 세포를 선정하여 다양한 초음파 자극 압력에 따른 두께 변화를 고속 및 고해상도로 측정하고 추가적으로 짧은 초음파 임펄스 인가 후 두 암세포의 본래의 두께로 회복 될때까지의 시간을 측정함으로써 기계적 특성 분석을 통해 서로 다른 암세포의 전이성을 판별함 □ 연구개발결과의 중요성 ■ 본 연구는 ‘비접촉 방식으로 세포의 기계적 특성을 측정할 수 있는 높은 시공간 해상도 초음파 방사력 기반 멀티모달 2차원 세포 탄성 영상 시스템을 세계 최초로 개발함 ■ 본 연구를 통해 개발한 시스템은 기존 원자힘 마이크로스코픽 시스템보다 100배 이상 빠른 속도로 세포의 탄성 2차원 맵을 획득할 수 있는 시스템으로써 그 기술적인 가치가 상당히 높다고 할 수 있음. ■ 융복합적 학문 발전 측면에서 본 연구는 초음파 자극 시스템 및 위상차 현미경의 융합으로 인한 초음파/광학 분야의 높은 수준의 요소 기술들을 포함하고 있으며, 이는 의공학 분야의 세계적 선도 기술 개발에 초석이 될 수 있는 바탕이 됨 ■ 또한 의학적 측면에서 다양한 질병 치료 및 치료제 개발 위한 세포 탄성 영상 기기의 원천 기술을 확보하여 국제 차세대 의료 기기 시장에서의 그 경쟁력을 선점할 수 있음 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 황재윤
• 주관연구기관 : 대구경북과학기술원
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 암세포 전이성 판별;단일 세포 탄성 영상;고주파 초음파 자극 시스템;초고속 위상차 현미경;

□ 연구목표 ▪ 고품질 질화붕소를 적용한 항공우주용 S-band급 내방사선 고주파 소자 개발 - 질화붕소를 적용한 질화갈륨 기반 내방사선 고주파 소자 제작 기술 확보 - 금속-유기 화학 기상 증착법을 활용한 육방정 질화붕소 성장 기술 확보 - 고주파 소자의 방사선 내성 평가 기술 확보 □ 연구(pilot study; small scale) 내용 및 결과 ▪ 방사선 내성이 향상된 고주파 소자 제작 기술 확보 - 질화붕소 보호층이 적용된 S-band급 고주파 소자 공정기술 확보 및 시제품 제작 완료 - 방사선 조사 전: 차단주파수/최대발진주파수 = 28/88 GHz - 방사선 조사 후 (양성자): 차단주파수/최대발진주파수 = 27/60 GHz - 방사선 조사 후 (감마선): 차단주파수/최대발진주파수 = 26/84 GHz - 게이트 길이 = 0.36 ㎛ ▪ 고주파 소자에 적용하기 위한 고품질·웨이퍼 스케일 질화붕소 성장 기술 확보 - MOCVD 성장 메커니즘 탐구를 통한 고품질·2인치 웨이퍼 스케일 질화붕소 성장 조건 확립 - 방사선 내성 향상을 위한 고주파 소자용 기판상에 질화붕소 연속 in-situ 성장 기술 확보 - Raman 반치폭 = 35 cm^-1, 표면 RMS roughness = 0.43 nm 두께편차 < 5%, 문턱전압 변화 = 0.06 V ▪ 항공우주용 고주파 소자의 방사선 내성 평가 기술 확보 - 전자부품에 대한 우주방사선 영향 평가 문헌 및 기술정보 수집 - 전자부품에 대한 방사선 영향 평가 기술분석보고서 확보 - 소재 및 고주파 소자의 방사선 내성 평가(감마선, 양성자) 및 특성 분석 □ 결과활용 ▪ 주요 연구결과 및 연구결과의 중요성 - 세계 최초로 질화갈륨 기반 고주파 소자의 방사선 저항성 향상을 위해 내방사선 보호층 소재인 육방정 질화붕소 박막을 고주파 소자의 보호층으로 사용하기 위한 연구를 진행 - 고주파 소자의 핵심 물질로 여겨지고 있는 질화물 ternary alloy (Al_xGa_1-xN) 박막상에 내방사선 소재인 질화붕소의 웨이퍼 규모 대면적 성장에 세계 최초로 성공 - 세계 최초로 웨이퍼 규모의 질화붕소 보호층을 적용한 질화갈륨 기반 고주파 소자 제작 기술 확보 및 시제품 제작을 완료 ▪ 국가과학기술연구회 융합연구사업으로 확대 추진 - 연구목표: X-/Ku-band급 내방사선 MMIC 및 송수신 모듈 국산화 기반 기술 개발 - 연구내용: 내방사선 질화갈륨 기반 고주파 에피 및 보호층 소재 개발 X-/Ku-band급 내방사선 고주파 소자 설계 및 제작 기술 개발 방사선에 의한 고주파 소자의 열화 및 오동작을 보상할 수 있는 회로가 포함된 MMIC 설계 및 공정 기술 개발 방사선 차폐 기술이 적용된 송수신 모듈 패키징 기술 개발 내방사선 소자, MMIC 및 송수신 모듈에 대한 방사선 영향 평가 절차 및 기반 기술 확보 ▪ 내방사선 소재, 소자, 회로, 패키징, 방사선 영향 평가 분야의 전문연구기관들이 참여하는 유기적이고 체계적인 내방사선 고주파 소자 연구를 진행하고 이를 활용하여 MMIC 및 송수신 모듈 국산화를 실현 (출처 : 보고서 요약문 4p)

• 연구책임자 : 장성재
• 주관연구기관 : 한국전자통신연구원
• 발행년도 : 20200900
• Keyword : 1. 질화갈륨;육방정 질화붕소;고주파 소자;내방사선; 2. Gallium Nitride;Hexagonal Boron Nitride;RF Device;Radiation Hardness;

본 연구과제는 중‧저준위방사성폐기물 처분시설의 폐쇄후 안전성평가에 대한 규제검증모델을 심화‧개선하기 위해 다음과 같은 연구개발 범위를 선정하고 3년간 연구를 진행하였음. · 처분시설 안전성평가와 관련한 국제기구와 국외 선행국의 처분안전성평가 수준 등의 검토를 통해 국내 처분안전성평가 분야의 기술 보유수준을 평가함. · 처분방식(동굴, 표층, 매립형)별 처분안전성평가를 위한 개별 규제검증모델을 개발하였으며, 국내 처분시설 부지에서 다양한 개발 시나리오(종합개발계획)에 따른 규제검증모델로 확장하여, 개별 처분시설에 대한 안전성평가에 대한 규제검증 뿐만 아니라, 처분부지에 대한 종합안전성평가의 규제검증체계를 구축하였으며, 처분시설 종합개발계획에 따라 다양한 처분시설이 개발됨에 따른 복합처분시설에 대한 처분안전성평가 규제검증을 위한 지침안을 개발함. · 국제기구 및 국외 선행국의 처분시설 안전기준 및 규제기준 등의 기술검토, 국내 처분시설에 대한 안전심사, 건설 및 운영 등의 규제경험을 반영하여, 국내 규제기준 및 규제지침의 개선안을 제시함. · 처분시설 운영 등을 통해 발생한 주요 안전이슈(주기적안전성평가, 폐기물 혼합, 처분적합성 확인 체계 등)에 대한 분석을 통해, 현행 국내 규제기준 및 규제지침의 개선방향을 제시함. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 박진용
• 주관연구기관 : 한국원자력안전기술원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 복합처분시설;안전성평가;안전사례;규제검증;규제지침; 2. complex repository;safety assessment;safety case;regulatory verification;regulatory guide;