기존 신경 재생 연구는 축색돌기 성장 제약과 화학 물질의 독성 문제에 직면해 있습니다. 본 기술은 이러한 한계를 극복하기 위해 브릿지 채널과 미세전극칩을 활용하여 신경줄기세포의 효율적인 분화를 유도하고, 신경 네트웍의 방향을 정밀하게 제어하는 획기적인 신경 재생 방법을 제공합니다. 이 미세전극칩은 신경 재생 연구뿐만 아니라 퇴행성 신경질환 치료 후보 물질 스크리닝 플랫폼으로 활용될 수 있어, 관련 분야에 새로운 가능성을 제시합니다.

기존 암 연구 모델의 한계를 극복하기 위해, 본 발명은 하이드로젤 기반의 세포 공동-배양 미세유체칩을 제공합니다. 이 칩은 젤라틴 및 아크릴 고분자 혼합 하이드로젤과 혈관내피세포를 이용하여 정교한 배리어를 형성, 암세포와 혈관내피세포의 3D 공동배양을 가능하게 합니다. 이를 통해 암세포의 전이 과정과 금나노로드를 활용한 광열 치료 효과를 정확하게 분석할 수 있습니다. 본 미세유체칩은 생체적합성과 경제성이 우수하여, 암 연구 및 신약 개발 분야에 폭넓게 활용될 수 있습니다.

기존 미세기포 생성 기술은 오일 사용으로 재사용 및 세척에 어려움이 있었습니다. 본 발명은 이러한 한계를 극복하고자 오일 대신 물과 같은 단일 성분 극성 액체를 활용하여 미세기포를 생성하는 혁신적인 미세유체칩 기술을 제공합니다. 친수성 코팅 처리된 채널과 최적화된 브릿지 채널 설계를 통해 균일하고 작은 미세기포를 안정적으로 생산하며, 별도의 세척 과정 없이 칩 재사용이 가능합니다. 이 기술은 높은 물질 전달 계수를 바탕으로 유해 기체 처리, 수질 개선, 수산물 세척 등 다양한 산업 분야에 친환경적이고 경제적인 솔루션을 제시합니다.

기존의 2차원 세포 배양 및 3차원 스페로이드 제조 방법은 실제 생체 환경을 모사하고 정교한 암 치료 모델을 구현하는 데 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 규격화된 하이드로젤 마이크로웰을 이용하여 2종 이상의 세포를 혼합 배양, 균일한 크기의 3차원 멀티셀룰라 스페로이드를 효과적으로 제조하는 방법을 제공합니다. 본 스페로이드는 실제 종양 환경을 정밀하게 모사할 수 있어 광열 치료 효과 분석, 치료 조건 최적화 및 다양한 약물 스크리닝 연구에 혁신적인 모델로 활용될 수 있습니다. 이를 통해 신약 개발의 효율성을 극대화하고, 간단한 공정으로 빠르고 균일하게 스페로이드를 대량 생산할 수 있습니다.

암 치료를 위한 기존 나노 캐리어는 약물 유출 및 계면활성제로 인한 독성 문제가 있었습니다. 본 발명은 이러한 한계를 극복하는 혁신적인 금 나노 점 함유 중공 실리카 나노입자 및 그 제조 방법을 제시합니다. 이 나노입자는 화학 요법과 광열 치료를 동시에 수행하는 이중 치료제로, 단일 공정으로 손쉽게 제조되며 인체에 해로운 계면활성제를 사용하지 않아 생체 적합성이 뛰어납니다. 특히, 도파민 및 히알루론산 코팅을 통해 광열 효과를 증폭시키고, pH에 따라 약물 방출을 정밀하게 제어하여 부작용을 최소화합니다. 또한, 히알루론산의 종양 표적 능력을 활용하여 암세포에 선택적으로 약물을 전달, 병용 치료의 시너지 효과를 극대화합니다. 이 기술은 효율적이고 안전한 암 치료의 새로운 지평을 열 것으로 기대됩니다.

본 발명은 미세채널 내 전단응력 및 종양 전이 연구의 한계를 극복하고자 개발되었습니다. 기존 연구 방식으로는 전단응력에 따른 세포 변화를 동시 비교하거나 정밀하게 모사하기 어려웠습니다. 이에 따라 당사는 3D 하이드로젤 기반의 혁신적인 미세유체장치를 제공합니다. 이 장치는 미세챔버, 미세채널, 브릿지 채널의 정교한 설계를 통해 다양한 전단응력 구배를 형성합니다. 이를 통해 인간 제대혈 내피 세포(HUVEC)의 전단응력 반응 및 유방암 세포(MDA-MB-231)의 특정 인자 유도 전이를 효과적으로 분석할 수 있습니다. 본 미세유체장치는 생체 내 혈관 현상을 정밀하게 모사하여, 전단응력 및 종양 전이 연구에 매우 유용한 도구가 됩니다.