"임플란트. 접착력 높인다”…레이저로 인공뼈 합성·코팅 동시 구현

KIST, 나노초레이저 이용해 3배 이상 결합강도 높여
뼈와 결합하는 모든 의료용 기기 등에 적용 가능
치과용, 정형외과용 임플란트의 코팅 강도를 높여 헐거움이나 염증 등을 최소화할 수 있는 기술이 나왔다. 임플란트 시술과 뼈 골절 시 고정하는 나사, 척추 고정용 의료기기 등 뼈와 결합이 필요한 모든 의료용 재료에 적용할 수 있을 전망이다.

한국과학기술연구원(KIST)는 전호정 박사 연구팀이 나노초레이저를 이용한 하나의 공정만으로 세라믹 인공뼈를 수 분 안에 코팅할 수 있는 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

그동안 인공뼈를 임플란트 소재 등에 코팅하려면 하루 이상의 시간과 수십 단계의 공정을 거쳐야 했다. 또한 인공뼈 코팅층 간의 결합력이 약해 쉽게 손상되거나, 뜯겨 나가는 경우가 많아 임상 환자에 적용하는 데 많은 문제가 있었다.

연구팀은 뼈의 주 성분인 칼슘과 인으로 이뤄진 용액 속에 코팅하고자 하는 재료를 위치시킨 후 나노초 레이저로 쏘았다. 이 때 레이저 초점 영역에 국소적으로 온도가 올라가면서 칼슘과 인 성분이 반응해 세라믹 인공뼈(하이드록시아파타이트)가 합성됨과 동시에 코팅층이 형성됐다.

인공뼈 코팅을 위한 원료물질을 합성하는 별도 과정이 없이 나노초 레이저 장비만으로 원하는 위치에 코팅할 수 있게 한 것이다. 이 공정을 이용하면 현재 임상에서 사용되고 있는 인공뼈 코팅 기법보다 세 배 이상 우수한 결합력을 갖는 코팅층을 형성할 수 있다.

속 표면뿐 아니라, 기존 공정으로 구현하지 못했던 정형외과용 플라스틱 임플란트 등 고분자 소재 표면에도 강한 코팅을 할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

전호정 KIST 박사는 "국내 의료기기 업체와 협력해 세라믹 인공뼈 코팅 기술을 상용화할 계획"이라며 "기존 인공뼈 코팅 방법에 비해 코팅 공정, 소요 시간 등을 대폭 줄일 수 있어 제품 가격을 낮추는 데 기여할 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 재료 분야 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(8월 5일)' 온라인판에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr