한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소 옥명렬 박사팀은 기존 의료용 금속소재에 간단한 처리만 해서 이 같은 효과를 내는 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.
티타늄이나 코발트·크롬 합금 같은 의료용 금속소재는 일반적으로 체내에서 부식되지 않도록 나노미터 두께나 좀더 두꺼운 산화막으로 덮여 있다. 연구팀은 이 산화막이 광촉매반응 또는 전기화학적 촉매반응을 통해 적절한 저농도에서 혈관 생성을 촉진한다고 알려져 있는 활성산소를 만들어낼 수 있음에 착안해 기술을 개발했다. 이들은 몸에서 녹는 금속의 주성분인 마그네슘을 활용해 배터리와 같은 구조를 만들었다.
마그네슘의 부식반응으로 생성된 전자가 도체인 의료용 금속소재 표면으로 확산되고, 산화막 표면에서 산소를 환원시켜 활성산소를 만들어 내는 원리다. 특히 활성산소 생성 속도를 제어해 혈관내벽세포를 활성화시키는 최적의 농도를 찾아 세포실험을 통해 성능을 확인했다. 상용화를 목표로 정형외과나 치과에서 많이 사용하는 나사 형태의 시작품도 개발했다.
옥명렬 박사는 "이 기술은 KIST의 금속공학, 촉매화학, 전기화학, 조직공학, 나노공학 등 다양한 분야 전문가들이 협력해 개발한 융합기술"이라며 "특히 고대병원과의 협력을 통해 상용화를 위한 개발 방향 설정이 가능했다"고 말했다.
이 연구는 KIST 의공학연구소 미래원천 연구사업과 플래그십 연구사업의 지원으로 이뤄졌으며, 연구결과는 독일에서 발행되는 화학 분야 세계적 학술지인 '앙게반테 케미 국제판' 온라인판에 최근 게재됐다.
남도영기자 namdo0@
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