- 생산 공정 단계, 시간, 비용 대폭 줄이면서도 기존 임상 제품 보다 코팅 성능 우월 - 금속, 고분자 소재 표면에 인공뼈 합성과 코팅을 동시에 구현 인구 노령화와 함께 현대 사회로 발전하면서 골질환이 급증하고 있으며, 골질환 치료를 위한 치과용/정형외과용 임플란트의 사용이 증가하고 있다. A.D. 1세기경 로마시대에 철을 치아 대용으로 사용했을 정도로 임플란트의 역사는 오래되었다. 하지만 오랜 역사에도 불구하고 체내 뼈조직과 결합이 빨리 이루어지지 않아 헐거워지거나 염증이 생겨 2차 수술을 해야 하는 등의 문제가 발생한다. 뼈와 동일한 성분으로 이루어진 인공뼈를 임플란트 소재에 코팅하여 이러한 문제를 해결하기 위한 방법이 시도되고 있다. 기존의 인공뼈 코팅 방법들은 인공뼈 물질을 제작하기 위한 별도의 합성 공정 과정과 장시간의 코팅 공정 시간이 필요하다. 또한, 모재와 인공뼈 코팅층 간의 결합력이 약하여 쉽게 손상되거나 뜯겨 나가는 경우가 많아 실제 임상에서 환자에게 사용될 수 있을 만큼 강한 코팅 방법은 부족한 상황이었다. 그런 가운데, 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 생체재료연구센터 전호정 박사팀은 생체 이식용 재료 표면에 기존보다 세 배 이상 우수한 결합강도를 갖는 세라믹 인공뼈 코팅 기술을 개발했다고 밝혔다. KIST 연구진은 하루 이상의 시간과 수십 단계의 공정이 필요했던 기존 인공뼈 코팅을 단 하나의 공정만으로 한 시간 이내에 구현 가능한 기술을 개발했다. 이 공정 기법을 이용하면 인공뼈 코팅을 위한 원료 물질을 합성하는 별도의 과정도 필요하지 않고, 고가의 장비와 부수적인 열처리 과정 없이 나노초 레이저(nanosecond laser) 장비 하나만으로 코팅할 수 있다. 그 뿐만 아니라 현재 임상에서 사용되고 있는 소수의 인공뼈 코팅 기법들보다 더 강한 결합력을 갖는 코팅층을 형성할 수 있다. 또한, 이 공정을 사용할 경우에 금속 표면뿐만 아니라 기존의 공정으로는 구현하지 못하였던 정형외과용 플라스틱 임플란트 등 고분자 소재 표면에도 강한 코팅을 구현할 수 있는 장점이 있다. 전호정 박사팀은 공정 단계와 시간을 단축 하면서도 강력한 코팅을 구현하기 위해, 뼈의 주 성분인 칼슘과 인으로 이루어진 용액 속에 코팅 하고자 하는 재료를 위치시키고 레이저를 조사하는 방법을 사용했다. 이때 레이저의 초점 영역에 국소적으로 온도가 증가하면서 칼슘과 인 성분이 반응하여 세라믹 인공뼈(하이드록시아파타이트)가 합성되고 동시에 코팅층이 형성되었다. 이 방법은 기존의 코팅법들이 재료 표면에 코팅 하고자 하는 성분을 쌓아 올리는 방식과는 다르게, 레이저에 의해 인공뼈 성분의 합성이 일어나면서 동시에 재료의 표면이 녹는점 이상으로 가열되어 녹은 후 합성된 채로 다시 굳기 때문에 코팅 결합력을 극도로 증가시킬 수 있었다. KIST 전호정 박사는 “나노초레이저를 이용한 하이드록시아파타이트 코팅 기법은 현재 생체재료로 많이 사용되고 있는 티타늄, PEEK와 같은 생체비활성 소재의 표면을 간단한 방법으로 생체활성화 시킬 수 있는 기술로, 골융합을 필요로하는 다양한 의료기기로 확대 적용이 가능하게 하는 게임 체인저 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 중견연구자지원사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 기능성 재료 분야 국제 저널인 ‘Advanced Functional Materials’ (IF: 16.836, JCR 분야 상위 3.981%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Robust hydroxyapatite coating by laser-induced hydrothermal synthesis - (제 1저자) 한국과학기술연구원 엄승훈 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 정용우 학생연구원(現, LASERVAL) - (교신저자) 한국과학기술연구원 전호정 책임연구원 <그림설명> [그림 1] KIST 연구진이 레이저를 이용하여 인골 뼈를 세계 최고속 수준으로 구현한 방법과 이로 인해 형성된 코팅층의 구조를 보여주는 모식도 [그림 2] 레이저를 이용한 인공뼈의 합성과 코팅이 동시에 일어나는 원리를 나타낸 모식도 [그림 3] 코팅 방법에 따른 인공뼈 코팅 강도 비교표

- 생산 공정 단계, 시간, 비용 대폭 줄이면서도 기존 임상 제품 보다 코팅 성능 우월 - 금속, 고분자 소재 표면에 인공뼈 합성과 코팅을 동시에 구현 인구 노령화와 함께 현대 사회로 발전하면서 골질환이 급증하고 있으며, 골질환 치료를 위한 치과용/정형외과용 임플란트의 사용이 증가하고 있다. A.D. 1세기경 로마시대에 철을 치아 대용으로 사용했을 정도로 임플란트의 역사는 오래되었다. 하지만 오랜 역사에도 불구하고 체내 뼈조직과 결합이 빨리 이루어지지 않아 헐거워지거나 염증이 생겨 2차 수술을 해야 하는 등의 문제가 발생한다. 뼈와 동일한 성분으로 이루어진 인공뼈를 임플란트 소재에 코팅하여 이러한 문제를 해결하기 위한 방법이 시도되고 있다. 기존의 인공뼈 코팅 방법들은 인공뼈 물질을 제작하기 위한 별도의 합성 공정 과정과 장시간의 코팅 공정 시간이 필요하다. 또한, 모재와 인공뼈 코팅층 간의 결합력이 약하여 쉽게 손상되거나 뜯겨 나가는 경우가 많아 실제 임상에서 환자에게 사용될 수 있을 만큼 강한 코팅 방법은 부족한 상황이었다. 그런 가운데, 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 생체재료연구센터 전호정 박사팀은 생체 이식용 재료 표면에 기존보다 세 배 이상 우수한 결합강도를 갖는 세라믹 인공뼈 코팅 기술을 개발했다고 밝혔다. KIST 연구진은 하루 이상의 시간과 수십 단계의 공정이 필요했던 기존 인공뼈 코팅을 단 하나의 공정만으로 한 시간 이내에 구현 가능한 기술을 개발했다. 이 공정 기법을 이용하면 인공뼈 코팅을 위한 원료 물질을 합성하는 별도의 과정도 필요하지 않고, 고가의 장비와 부수적인 열처리 과정 없이 나노초 레이저(nanosecond laser) 장비 하나만으로 코팅할 수 있다. 그 뿐만 아니라 현재 임상에서 사용되고 있는 소수의 인공뼈 코팅 기법들보다 더 강한 결합력을 갖는 코팅층을 형성할 수 있다. 또한, 이 공정을 사용할 경우에 금속 표면뿐만 아니라 기존의 공정으로는 구현하지 못하였던 정형외과용 플라스틱 임플란트 등 고분자 소재 표면에도 강한 코팅을 구현할 수 있는 장점이 있다. 전호정 박사팀은 공정 단계와 시간을 단축 하면서도 강력한 코팅을 구현하기 위해, 뼈의 주 성분인 칼슘과 인으로 이루어진 용액 속에 코팅 하고자 하는 재료를 위치시키고 레이저를 조사하는 방법을 사용했다. 이때 레이저의 초점 영역에 국소적으로 온도가 증가하면서 칼슘과 인 성분이 반응하여 세라믹 인공뼈(하이드록시아파타이트)가 합성되고 동시에 코팅층이 형성되었다. 이 방법은 기존의 코팅법들이 재료 표면에 코팅 하고자 하는 성분을 쌓아 올리는 방식과는 다르게, 레이저에 의해 인공뼈 성분의 합성이 일어나면서 동시에 재료의 표면이 녹는점 이상으로 가열되어 녹은 후 합성된 채로 다시 굳기 때문에 코팅 결합력을 극도로 증가시킬 수 있었다. KIST 전호정 박사는 “나노초레이저를 이용한 하이드록시아파타이트 코팅 기법은 현재 생체재료로 많이 사용되고 있는 티타늄, PEEK와 같은 생체비활성 소재의 표면을 간단한 방법으로 생체활성화 시킬 수 있는 기술로, 골융합을 필요로하는 다양한 의료기기로 확대 적용이 가능하게 하는 게임 체인저 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 중견연구자지원사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 기능성 재료 분야 국제 저널인 ‘Advanced Functional Materials’ (IF: 16.836, JCR 분야 상위 3.981%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Robust hydroxyapatite coating by laser-induced hydrothermal synthesis - (제 1저자) 한국과학기술연구원 엄승훈 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 정용우 학생연구원(現, LASERVAL) - (교신저자) 한국과학기술연구원 전호정 책임연구원 <그림설명> [그림 1] KIST 연구진이 레이저를 이용하여 인골 뼈를 세계 최고속 수준으로 구현한 방법과 이로 인해 형성된 코팅층의 구조를 보여주는 모식도 [그림 2] 레이저를 이용한 인공뼈의 합성과 코팅이 동시에 일어나는 원리를 나타낸 모식도 [그림 3] 코팅 방법에 따른 인공뼈 코팅 강도 비교표

- 생산 공정 단계, 시간, 비용 대폭 줄이면서도 기존 임상 제품 보다 코팅 성능 우월 - 금속, 고분자 소재 표면에 인공뼈 합성과 코팅을 동시에 구현 인구 노령화와 함께 현대 사회로 발전하면서 골질환이 급증하고 있으며, 골질환 치료를 위한 치과용/정형외과용 임플란트의 사용이 증가하고 있다. A.D. 1세기경 로마시대에 철을 치아 대용으로 사용했을 정도로 임플란트의 역사는 오래되었다. 하지만 오랜 역사에도 불구하고 체내 뼈조직과 결합이 빨리 이루어지지 않아 헐거워지거나 염증이 생겨 2차 수술을 해야 하는 등의 문제가 발생한다. 뼈와 동일한 성분으로 이루어진 인공뼈를 임플란트 소재에 코팅하여 이러한 문제를 해결하기 위한 방법이 시도되고 있다. 기존의 인공뼈 코팅 방법들은 인공뼈 물질을 제작하기 위한 별도의 합성 공정 과정과 장시간의 코팅 공정 시간이 필요하다. 또한, 모재와 인공뼈 코팅층 간의 결합력이 약하여 쉽게 손상되거나 뜯겨 나가는 경우가 많아 실제 임상에서 환자에게 사용될 수 있을 만큼 강한 코팅 방법은 부족한 상황이었다. 그런 가운데, 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 생체재료연구센터 전호정 박사팀은 생체 이식용 재료 표면에 기존보다 세 배 이상 우수한 결합강도를 갖는 세라믹 인공뼈 코팅 기술을 개발했다고 밝혔다. KIST 연구진은 하루 이상의 시간과 수십 단계의 공정이 필요했던 기존 인공뼈 코팅을 단 하나의 공정만으로 한 시간 이내에 구현 가능한 기술을 개발했다. 이 공정 기법을 이용하면 인공뼈 코팅을 위한 원료 물질을 합성하는 별도의 과정도 필요하지 않고, 고가의 장비와 부수적인 열처리 과정 없이 나노초 레이저(nanosecond laser) 장비 하나만으로 코팅할 수 있다. 그 뿐만 아니라 현재 임상에서 사용되고 있는 소수의 인공뼈 코팅 기법들보다 더 강한 결합력을 갖는 코팅층을 형성할 수 있다. 또한, 이 공정을 사용할 경우에 금속 표면뿐만 아니라 기존의 공정으로는 구현하지 못하였던 정형외과용 플라스틱 임플란트 등 고분자 소재 표면에도 강한 코팅을 구현할 수 있는 장점이 있다. 전호정 박사팀은 공정 단계와 시간을 단축 하면서도 강력한 코팅을 구현하기 위해, 뼈의 주 성분인 칼슘과 인으로 이루어진 용액 속에 코팅 하고자 하는 재료를 위치시키고 레이저를 조사하는 방법을 사용했다. 이때 레이저의 초점 영역에 국소적으로 온도가 증가하면서 칼슘과 인 성분이 반응하여 세라믹 인공뼈(하이드록시아파타이트)가 합성되고 동시에 코팅층이 형성되었다. 이 방법은 기존의 코팅법들이 재료 표면에 코팅 하고자 하는 성분을 쌓아 올리는 방식과는 다르게, 레이저에 의해 인공뼈 성분의 합성이 일어나면서 동시에 재료의 표면이 녹는점 이상으로 가열되어 녹은 후 합성된 채로 다시 굳기 때문에 코팅 결합력을 극도로 증가시킬 수 있었다. KIST 전호정 박사는 “나노초레이저를 이용한 하이드록시아파타이트 코팅 기법은 현재 생체재료로 많이 사용되고 있는 티타늄, PEEK와 같은 생체비활성 소재의 표면을 간단한 방법으로 생체활성화 시킬 수 있는 기술로, 골융합을 필요로하는 다양한 의료기기로 확대 적용이 가능하게 하는 게임 체인저 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 중견연구자지원사업으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 기능성 재료 분야 국제 저널인 ‘Advanced Functional Materials’ (IF: 16.836, JCR 분야 상위 3.981%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Robust hydroxyapatite coating by laser-induced hydrothermal synthesis - (제 1저자) 한국과학기술연구원 엄승훈 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 정용우 학생연구원(現, LASERVAL) - (교신저자) 한국과학기술연구원 전호정 책임연구원 <그림설명> [그림 1] KIST 연구진이 레이저를 이용하여 인골 뼈를 세계 최고속 수준으로 구현한 방법과 이로 인해 형성된 코팅층의 구조를 보여주는 모식도 [그림 2] 레이저를 이용한 인공뼈의 합성과 코팅이 동시에 일어나는 원리를 나타낸 모식도 [그림 3] 코팅 방법에 따른 인공뼈 코팅 강도 비교표

지난 4월 20일 '제40회 과학의 날'을 맞이하여 국가과학기술에 이바지한 공적으로 임혜원 박사가 대통령표창을 수상하는 영예를 안았다. 임혜원 박사는 우울증 및 통증 관련 뇌과학 연구분야에서 탁월한 연구결과 도출로 신약개발기반기술 등 그간의 공로가 인정되었다.

지난 4월 20일 '제40회 과학의 날'을 맞이하여 국가과학기술에 이바지한 공적으로 임혜원 박사가 대통령표창을 수상하는 영예를 안았다. 임혜원 박사는 우울증 및 통증 관련 뇌과학 연구분야에서 탁월한 연구결과 도출로 신약개발기반기술 등 그간의 공로가 인정되었다.

24년도 전기 학연협동연구 석박사과정으로 3월에 곧 입학하게 됩니다. 아직까지 별다른 안내가 없어서 문의 드립니다. 수강신청은 협력 대학원에서 연구지도 수강신청만 추가로 하면 되는 것인지, kist 자체 홈페이지에서 따로 수강신청 하는 것은 없는 것인지, 또한 입학식이 따로 있는지, kist에는 언제 어디로 처음가게 되는 것인지 궁금합니다. 따로 곧 개개인에게 메일이 가나요? 개강이 얼마 남지 않아 미리 신청하거나 준비해야할 것들이 있는지 아는 바가 없어 질문 드립니다. 감사합니다.

안녕하세요. 2024년 전기 학연협동연구 석.박사과정 신입생 입학 관련하여 각 대상자에게는 개인 이메일을 통해 서류 제출 등 안내를 드렸으니 참고하여 주시기 바랍니다. 그 밖에 궁금하신 사항은 아래 연락처로 문의 주시기 바랍니다. 감사합니다. KIST 학연운영팀 유재영 드림(T.02-958-6257)

안녕하세요. 이번에 HY-KIST 전형으로 입학예정인 학생인데, 현재 거주중인 장소와 KIST와의 거리가 좀 있는편이여서 기숙사를 신청하고 싶습니다. 그런데 거주지가 서울이고 학연과정이라 신청일자와 방법을 모르겠어서 문의남깁니다.

- 빛을 받으면 열을 내는 소재를 이용해 초고속 PCR 기술 개발 - 기기 소형화가 가능해 약국⦁동네의원 등에서 신속 진단 활용 기대 PCR 기술은 DNA 양을 증폭시켜 표적 핵산을 검출하는 분자 진단 기술로 1984년 개발 이후 생명과학분야에 엄청난 발전을 가지고 왔다. 이런 PCR 기술이 일반인들에게 익숙해 진 것은 코로나 바이러스 유행이 계기가 되었는데, 코로나 바이러스를 특정 할 수 있는 핵산을 검출해 진단에 가장 주요하게 활용되었기 때문이다. 하지만 PCR검사는 기술 특성상 반복적인 온도 순환(60~95℃)으로 검사에 최소 1~2 시간이 소요되고 현장에서 바로 결과를 알 수 없다는 한계가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 안전증강융합연구단 김상경 단장⦁정승원 박사 연구팀은 광열 나노소재를 활용해 기존 PCR 검사 시간을 10배 단축해 5분 안에 수행하면서도 기존 검사방식과 동등한 진단성능을 가진 초고속 PCR 기술을 개발했다고 밝혔다. 광열 나노소재는 빛을 받아 열을 내는 소재로 빛을 조사하는 즉시 높은 열을 빠르게 내는 특징이 있다. 이처럼 광열 나노소재는 온도를 빠르게 올리는데 매우 효율적이나 안정성이 낮아 성능의 유지가 어렵다는 문제가 있었다. KIST 연구진은 광열 나노소재의 불안정성을 극복하기 위해 광열 나노소재를 물리적으로 붙잡을 수 있는 고분자 복합체를 제작했고, 이를 PCR 구동장치에 적용해 열판이 없는 소형 PCR 구동장치를 개발에 성공했다. 뿐만 아니라 마이크로입자 여러 개를 한 번에 진단하는 다중진단 기술을 구현해 한번의 PCR로 여러 종류의 코로나 변이 바이러스를 구분할 수 있었다. 김상경 단장은 “추가적인 연구를 통해 이번에 개발한 초고속 PCR 기술을 올해 내 소형화하여 장소에 구애받지 않고 활용가능한 장치로 개발할 계획이다. 정확한 진단이라는 PCR의 강점을 그대로 유지하면서 편의성, 현장성, 신속성을 높여 1차 동네의원이나 약국, 더 나아가 집에서 활용할 수 있는 정밀 진단기기가 될 것으로 기대한다. 또한, PCR 기술은 감염병 외에 다양한 질병에 적용 가능한 보편적 분자진단 기술이므로 그 활용도가 더욱 높을 것이다.”라고 밝혔다. 이번 연구는 국가과학기술연구회(이사장 김복철)의 지원을 받아 실용화형 융합연구단 사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 나노 소재 분야의 권위지인 ‘ACS Nano’(IF: 18.027, JCR 분야 상위 5.652%) 온라인 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Ultrafast Real-Time PCR in Photothermal Microparticles - (제 1저자) 한국과학기술연구원 UST 김봉균 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 정승원 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김상경 단장 [그림 설명] [그림 1] 폴리머 입자 내 광열 효과를 이용한 PCR 온도순환 모식도 [그림 2] 폴리머 마이크로 입자의 실시간 PCR에 따른 형광 신호 변화

- 빛을 받으면 열을 내는 소재를 이용해 초고속 PCR 기술 개발 - 기기 소형화가 가능해 약국⦁동네의원 등에서 신속 진단 활용 기대 PCR 기술은 DNA 양을 증폭시켜 표적 핵산을 검출하는 분자 진단 기술로 1984년 개발 이후 생명과학분야에 엄청난 발전을 가지고 왔다. 이런 PCR 기술이 일반인들에게 익숙해 진 것은 코로나 바이러스 유행이 계기가 되었는데, 코로나 바이러스를 특정 할 수 있는 핵산을 검출해 진단에 가장 주요하게 활용되었기 때문이다. 하지만 PCR검사는 기술 특성상 반복적인 온도 순환(60~95℃)으로 검사에 최소 1~2 시간이 소요되고 현장에서 바로 결과를 알 수 없다는 한계가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 안전증강융합연구단 김상경 단장⦁정승원 박사 연구팀은 광열 나노소재를 활용해 기존 PCR 검사 시간을 10배 단축해 5분 안에 수행하면서도 기존 검사방식과 동등한 진단성능을 가진 초고속 PCR 기술을 개발했다고 밝혔다. 광열 나노소재는 빛을 받아 열을 내는 소재로 빛을 조사하는 즉시 높은 열을 빠르게 내는 특징이 있다. 이처럼 광열 나노소재는 온도를 빠르게 올리는데 매우 효율적이나 안정성이 낮아 성능의 유지가 어렵다는 문제가 있었다. KIST 연구진은 광열 나노소재의 불안정성을 극복하기 위해 광열 나노소재를 물리적으로 붙잡을 수 있는 고분자 복합체를 제작했고, 이를 PCR 구동장치에 적용해 열판이 없는 소형 PCR 구동장치를 개발에 성공했다. 뿐만 아니라 마이크로입자 여러 개를 한 번에 진단하는 다중진단 기술을 구현해 한번의 PCR로 여러 종류의 코로나 변이 바이러스를 구분할 수 있었다. 김상경 단장은 “추가적인 연구를 통해 이번에 개발한 초고속 PCR 기술을 올해 내 소형화하여 장소에 구애받지 않고 활용가능한 장치로 개발할 계획이다. 정확한 진단이라는 PCR의 강점을 그대로 유지하면서 편의성, 현장성, 신속성을 높여 1차 동네의원이나 약국, 더 나아가 집에서 활용할 수 있는 정밀 진단기기가 될 것으로 기대한다. 또한, PCR 기술은 감염병 외에 다양한 질병에 적용 가능한 보편적 분자진단 기술이므로 그 활용도가 더욱 높을 것이다.”라고 밝혔다. 이번 연구는 국가과학기술연구회(이사장 김복철)의 지원을 받아 실용화형 융합연구단 사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 나노 소재 분야의 권위지인 ‘ACS Nano’(IF: 18.027, JCR 분야 상위 5.652%) 온라인 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Ultrafast Real-Time PCR in Photothermal Microparticles - (제 1저자) 한국과학기술연구원 UST 김봉균 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 정승원 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김상경 단장 [그림 설명] [그림 1] 폴리머 입자 내 광열 효과를 이용한 PCR 온도순환 모식도 [그림 2] 폴리머 마이크로 입자의 실시간 PCR에 따른 형광 신호 변화