포항공대(포스텍)는 화학공학과·융합대학원 차형준 교수, 화학공학과 최현선 박사 연구팀이 경북대 의생명융합공학과 조윤기 교수와 공동 연구를 통해 홍합 접착 단백질을 기반으로 한 임플란트용 코팅 소재를 개발하는 데 성공했다고 22일 밝혔다.
임플란트는 상한 치아를 빼낸 뒤 턱뼈에 나사를 심고 치아를 대체할 보철물을 끼우는 치과 치료법이다.
임플란트는 시술 부위가 세균에 감염되면 고정력이 약해지고 각종 합병증을 일으킬 수 있다.
이 때문에 항생제를 포함한 임플란트 코팅 소재를 개발하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있으나 아직 많은 문제가 발생하고 있다.
연구팀은 홍합 접착 단백질 아미노산 중 하나인 도파(DOPA)에 주목했다.
홍합의 강력한 접착력 핵심인 도파는 금속 이온과 강력한 결합을 형성하는 아미노산으로 산성도가 낮으면 금속 이온과 결합력이 약해지는 특징이 있다.
연구팀은 몸속에 세균이 침입하면 그 주변 산성도가 낮아지는 점에 착안해 새로운 임플란트용 코팅 소재를 개발했다.
이 소재는 일반적 환경에서는 내부에 항생제를 품고 있다가 세균에 감염돼 주변이 산성화하면 8시간 안에 항생제의 70%를 방출해 세균을 박멸했다.
임플란트 시술 이후에 약 4주에 이르는 골 재생 기간에도 세균 감염에 따른 즉각적인 항균 효과를 보였다.
도파와 철 이온 간 결합은 외부 물리적 자극에 대한 복원력이 우수해 임플란트 시술 때 가해지는 마모나 기계적 하중에도 잘 견디는 것으로 나타났다.
이번 연구 결과는 생체재료 분야 국제 학술지인 '바이오머티리얼스' 온라인판에 실렸다.
연구를 주도한 차형준 교수는 "접착성 임플란트 코팅 소재의 즉각적이고 지속적인 항균 효과를 통해 임플란트 시술의 성공률을 획기적으로 높일 수 있을 것으로 본다"고 말했다.