나노와이어 전계효과 트랜지스터 인슐린 센서 개발

반도체 공정 폐수에는 질소, 인, 불소 등 유해 물질이 고농도로 포함되어 기존 처리 방식들은 경제성이나 효율성 측면에서 한계가 있었습니다. 본 기술은 바덴포 공정과 그래핀 산화물 기반 세라믹 나노 멤브레인 여과를 통합하여 이러한 문제를 해결합니다. 그래핀 산화물 코팅 나노 멤브레인은 미세 기공과 강한 음전하로 암모늄, 불소 이온 등 1가 이온성 물질을 효과적으로 제거합니다. 이를 통해 별도의 약품이나 탄소원 주입 없이 경제적이면서도 효율적인 질소 및 불소 제거가 가능하며, 폐수 처리 시스템의 성능과 비용 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

기존 암리논 합성법은 복잡한 다단계 공정, 고온 반응 조건, 위험한 수소 가스 사용 등으로 인해 심각한 합병증을 유발할 수 있는 한계가 있었습니다. 본 기술은 위치선택적 스즈키 커플링 반응을 활용하여 암리논 유도체를 안전하고 효율적으로 제조하는 방법을 제안합니다. 화학식 1 화합물과 피리디닐 보론산의 스즈키 커플링 반응 후, 중간 생성물을 화학식 2 화합물과 반응시키는 방식으로, 종래 대비 축소된 합성 단계와 온화한 산처리 조건으로 탈보호기 반응을 수행합니다. 이를 통해 위험한 수소 가스 없이 고수율(60% 이상)로 암리논 유도체를 얻을 수 있으며, 급성 심부전 치료제 개발 및 생산의 안전성과 효율성을 크게 향상할 수 있습니다.

유방암은 조기 진단이 환자 생존율에 결정적인 영향을 미치지만, 기존 진단법은 초기 병변 검출에 한계가 있었습니다. 본 기술은 혈액 내 알파-1 산성 당단백질(AGP)의 N-당화 변화가 초기 유방암의 핵심 바이오마커임을 규명하였습니다. 렉틴을 활용하여 AGP의 푸코실화, 만노실화, 시알릴화 등 N-당화 수준을 정밀하게 검출하며, 특히 유방암 1기 환자의 혈청에서 이 당화 수준이 현저히 감소함을 확인했습니다. 이를 통해 양성 유방종이나 다른 병기의 유방암과 명확히 구별하여 초기 유방암을 높은 민감도와 특이도로 진단할 수 있습니다. 이 기술은 유방암 조기 진단의 정확도를 획기적으로 높여, 환자의 치료 성공률 향상과 사망률 감소에 크게 기여할 것입니다. 진단 키트 및 정보 제공 방법으로 개발되어 상용화가 기대됩니다.

주사 투여로 인한 환자 고통과 인슐린의 낮은 점막 투과 문제는 당뇨 치료의 큰 과제였습니다. 본 기술은 변이체 TCTP-PTD를 인슐린과 혼합하여 비침습적 점막 전달을 가능하게 합니다. 특정 TCTP-PTD 펩타이드 서열(서열번호 3, 8, 13)이 인슐린의 점막 투과율을 크게 높이며, 이는 비강 투여 시에도 피하주사와 유사한 혈당 강하 효과를 보였습니다. 점막 손상 없이 안전하게 인슐린 생체이용률을 향상시켜 환자의 치료 편의성과 삶의 질을 높일 수 있습니다.

기존 리튬 이차전지의 흑연 음극재는 용량 한계와 실리콘 음극재의 큰 충방전 부피 변화 문제를 가지고 있습니다. 본 기술은 실리카 함유 콜로이드에 산화그래핀을 첨가하여 분말화한 뒤, 마그네시오써믹 반응으로 실리카를 실리콘으로, 산화그래핀을 그래핀으로 동시에 환원시켜 실리콘-그래핀 복합 나노물질을 제조합니다. 이 방법은 자연에 풍부한 실리카를 원료로 사용하여 경제적이며, 제조된 나노물질은 부피 변화를 최소화하고 높은 전기 전도도, 용량, 안정성을 갖는 전극을 형성할 수 있습니다. 리튬 이온 전지 및 다양한 차세대 전지의 고성능 음극재로 활용되어 배터리 성능 향상에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

기존 하나의 웨어러블 기기가 가진 운동 자세 교정의 한계를 극복하기 위해, 복수의 웨어러블 기기를 신체 여러 부위에 부착하여 움직임 정보를 통합적으로 수집하는 기술입니다. BLE 통신을 통해 실시간으로 가속도와 각도 데이터를 수신하고, 이를 사전에 저장된 올바른 자세 정보와 비교 분석하여 사용자의 운동 자세를 정밀하게 판단합니다. 이 시스템은 줄넘기, 스쿼트, 런지 등 다양한 운동에 대한 정확한 자세 교정 피드백을 제공하여, 운동 효과를 극대화하고 부상 위험을 줄이는 데 기여합니다. 또한 다중 사용자의 동시 모니터링도 가능하여 스마트 피트니스 경험을 향상시킵니다.

건선과 같은 만성 피부 염증 질환은 고통을 유발하며 치료가 어려운 면역 질환입니다. 본 기술은 기존 줄기세포 치료법의 침습성 및 수급 문제를 해결하기 위해, 수술 후 버려지는 편도 조직에서 유래한 중간엽 줄기세포를 활용합니다. 이 편도 유래 중간엽 줄기세포와 이의 조정 배지는 면역 조절 단백질인 PD-L1과 IFN-β를 높게 발현 및 분비하여, Th17 세포 분화를 효과적으로 억제함으로써 피부 염증 반응을 조절합니다. 이를 통해 건선 및 다양한 피부 염증 질환의 예방 및 치료에 탁월한 효과를 나타냅니다. 본 조성물은 주사제, 로션, 연고 등 다양한 제형으로 적용 가능하며, 비침습적인 세포 획득과 면역 거부 반응 회피 가능성으로 피부 염증 질환 치료의 새로운 대안을 제시합니다.

기존 줄기세포 치료는 세포 획득의 어려움과 면역 거부 반응 등의 한계가 있었습니다. 본 기술은 버려지는 저연령층 편도 조직에서 유래한 중간엽 줄기세포 또는 그 조정 배지를 활용하여 이러한 문제를 해결합니다. 편도 유래 중간엽 줄기세포(T-MSC)는 골아세포 분화를 효과적으로 증진하고 지방세포 분화를 억제하여 골과 지방의 항상성을 조절하는 핵심 원리를 가집니다. 이를 통해 골다공증 및 내장 비만을 동시에 예방하고 치료하는 약학 조성물로 구현되었습니다. 특히 T-MSC 조정 배지는 면역 거부 반응 없이 치료 효과를 기대할 수 있습니다. 노인성 골다공증 진행을 경감하고 내장 지방 축적을 감소시키며 체중 감소 효과까지 제공하여, 건강하고 활력 있는 삶을 되찾을 수 있도록 돕습니다. 쉽고 풍부한 세포 획득과 우수한 치료 효능으로 관련 질환 치료에 새로운 지평을 열 것입니다.

기존 인슐린 검출 센서는 낮은 분해능, 휴대성 부족, 체내 적용의 한계가 있었습니다. 본 기술은 게이트가 필요 없는 나노와이어 전계효과 트랜지스터를 기반으로 하여 이러한 문제를 해결합니다. 나노와이어에 생화학 물질인 인슐린 항체가 부착된 이중층 구조의 게이트 절연막을 통해, 인슐린 농도 변화에 따른 화학적 포텐셜 변화를 전기전도성 변화로 감지합니다. 이 센서는 기존 반도체 공정으로 구현 가능하며, 높은 신뢰성과 민감도를 제공하여 재활용 및 인체 무해성을 확보합니다. 인슐린의 실시간 체외·체내 모니터링을 가능하게 하여 인간 건강 증진에 크게 기여할 수 있습니다.

기존 피부 염증 치료제의 부작용 문제를 해결하기 위해 톨 유사 수용체 3(TLR3) 작용제를 활용한 혁신적인 조성물이 개발되었습니다. 이 기술은 피부 각질세포 내 PD-L1 발현을 증가시키고 IL-36γ 발현을 감소시켜 염증 반응을 효과적으로 조절합니다. 특히 poly(I:C)를 유효성분으로 하여 건선을 포함한 다양한 피부 염증 질환의 예방, 개선 및 치료에 뛰어난 효능을 입증했습니다. 스테로이드와 같은 기존 약물의 부작용 없이 안전하고 효과적인 치료 대안을 제공하며, 경구 및 비경구 등 여러 제형으로 활용 가능합니다.