포항공과대·영남대 공동연구팀
재생 속도 높이는 코팅제 개발
재생 속도 높이는 코팅제 개발
포항공과대학교(포스텍)는 차형준 화학공학과 교수팀이 김창섭 영남대학교 교수(화학생화학부·사진)팀과 공동으로 이 같은 '유·무기 하이브리드 생체적합성 코팅 소재'를 개발했다고 11일 밝혔다.
연구팀은 홍합이 바위에 잘 붙어있기 위해 분비하는 접착 단백질과 규조류가 생존을 위해 몸의 외벽을 세우는데 필요한 '실리카 생광물화' 메커니즘을 응용해 임플란트 코팅 소재를 개발했다. 이 코팅 소재는 임플란트 골 융합과 재생을 빠르게 도와 임플란트 수술 성공률을 높인다. 특히 노인이나 당뇨, 골다공증 환자 등 잇몸뼈 기능이 떨어진 경우에 더 효과적으로 활용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
실리카 나노입자는 뛰어난 골세포 분화능력에도 불구하고 덩어리로 뭉쳐지면 쉽게 부서지는 단점이 있어 응용이 쉽지 않았다. 연구팀은 접착력과 인체 내 안전성을 검증받은 홍합 접착 단백질을 분자생명공학적으로 재설계 해 실리카 나노입자를 형성하는 단백질 'R5-MAP'를 개발했다. 이 단백질은 표면에 안정적으로 코팅돼 체액과 유사한 조건에서 실리카 나노입자 형성이 가능하다. 이런 실리카 나노입자를 다중층 방식으로 코팅하면 티타늄 임플란트 표면의 거칠기를 조절할 수 있어 체내 골 결손 부위에 이식할 경우 2배 이상 높은 골 조직 재생을 유도한다.
차형준 교수는 "이번에 개발한 코팅 소재는 높은 무게를 지탱해야 하는 체내 골 조직 부위 식립을 위한 티타늄 임플란트에 실리카 나노입자를 성공적으로 적용했다는 점에서 의미가 크다"며 "티타늄 뿐만 아니라 다양한 임플란트 소재 표면에도 적용이 가능하다"고 설명했다.
이번 연구결과는 재료과학 분야 국제 학술지 '어드밴스트 머티리얼즈'(Advanced Materials)에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@dt.co.kr
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