연세대, 이온 방출량 늘린 zPAC 재료 개발 성공
(왼쪽부터)연세대 치대 교정과학교실 최성환 교수, 치과생체재료공학교실 권재성 교수, 연세대 공대 화공생명공학과 홍진기 교수 연구팀.(사진 : 세브란스병원 제공) *재판매 및 DB 금지
[서울=뉴시스] 안호균 기자 = 국내 연구진이 충치 치료 시 치아의 재생 능력을 높일 수 있는 재료를 개발했다.
연세대 치대 교정과학교실 최성환 교수, 치과생체재료공학교실 권재성 교수, 연세대 공대 화공생명공학과 홍진기 교수 연구팀은 이같은 연구 결과를 최근 생체 재료 분야 국제 학술지 '바이오액티브 머티리얼스'(IF 14.593)’에 게재했다고 10일 밝혔다.
충치로 손상된 치아를 치료할 땐 '폴리알케노에이트 시멘트(PAC)'라 불리는 재료를 활용한다. 충치 부위를 제거하고 PAC를 채우면 체내에서 칼슘, 불소 등과 같은 다양한 이온들이 방출돼 치아 경조직의 재생이 촉진된다. '글래스 아이오노머 시멘트'가 PAC의 대표적 예다. 충치 부위를 제거한 뒤 글래스 아이오노머 시멘트를 채워 넣으면 생체 내에서 불소 이온이 방출돼 충치 예방 효과가 높아진다.
연구팀은 기존의 PAC보다 더 다양하고 이로운 이온들의 방출량을 높인 재료에 대한 연구를 진행해 '다가 양극성 네트워크 개질제(mZM)'를 적용한 zPAC(zwitterionic PAC)를 개발하는데 성공했다.
zPAC는 양전하와 음전하 모두를 가진 양극성 이온을 사용해 망상 네트워크 안에서 산소/가교산소의 비율을 높여 충분한 이온이 방출될 수 있도록 한다.
zPAC는 생체와 유사한 환경에서 기존의 PAC에서는 거의 방출되지 않았던 칼슘과 인을 포함한 다양한 이온의 방출을 늘리는 것으로 나타났다. 치아 경조직의 대부분을 이루는 ‘하이드록시아파타이트’ 무기물의 표면 침착은 약 74% 증가했다. 또 기존의 PAC과 달리 zPAC에서 방출된 이온들은 인간 치수 줄기세포의 분화를 촉진해 경조직 생성을 늘리는 것으로 확인됐다.
연구팀은 성견을 이용한 동물 모델에서도 zPAC를 충전한 치아에서 경조직 침착을 확인할 수 있었다고 전했다. zPAC 표면의 세균성 바이오필름의 부착 또한 약 68% 줄어드는 것으로 나타났다. 동시에 zPAC 표면에 부착된 바이오필름을 구성하는 미생물 종의 분포 또한 정상화되는 것으로 분석됐다.
최성환 교수는 "zPAC은 치의학을 넘어 재생 의학 분야에도 널리 적용될 수 있는 유망한 솔루션이 될 수 있을 것이라 생각되며 이를 통해 손상된 치아 또는 골조직의 재광화가 보다 쉽게 이뤄질 수 있다는 점에서 의미가 크다"고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단과 범부처전주기의료기기개발사업 및 연세대 치대-공대 연구증진 사업의 지원으로 수행됐다.
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