세브란스, 오염 막는 치과생체재료 개발 실마리 규명

반전해질 효과 활용해 체내 환경에서도 방오성 보이는 고분자 모델 효과 확인

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(서울=뉴스1) 성재준 바이오전문기자 = 국내 의료진이 치과생체재료의 오염을 막아 치주질환뿐 아니라 전신 질환을 방지할 수 있는 실마리를 밝혔다. 이에 따라 치과생체재료 적용에 따른 질환 발생을 차단할 수 있는 가능성도 높아졌다.

14일 세브란스병원은 최성환 연세대 치과대학 교정과학교실 교수, 홍진기 화공생명공학과 홍진기 교수, 안효원 경희대 치과대학 치과교정학교실 교수 그리고 최우진 연세대 공과대학 화공생명공학과 연구원 연구팀이 치아의 기능을 보완하는 치과생체재료 표면을 오염시키는 바이오필름 생성을 억제할 수 있는 실마리를 규명했다고 밝혔다. 치과생체재료는 치아의 기능을 보완하는 역할을 한다.

해당 연구결과는 한국연구재단과 범부처전주기의료기기개발사업의 지원을 받아 '반전해질 효과 해석을 통한 체내 방오 효과 고분자 개발'이라는 제목으로 최근 나노 과학 분야 국제 학술지 '미국화학학회 저널(ACS Nano)'에 게재됐다.

바이오필름은 구강 속 세균이 응집해 생기는 일종의 세균막으로 타액 단백질과 여러 구강 내 국소적 질환뿐 아니라 감염성 전신 질환을 일으킨다. 때문에 바이오필름 생성을 예방하는 것이 치과생체재료 개발의 주요 화두다.

이에 재료 표면을 기능화해 오염을 막는 방오(antifouling) 성능을 부여한 시도들이 있었으나 침 안의 이온들에 의한 '전해질 효과'로 기대 만큼의 효과가 없었다.

연구팀은 생체 환경에서 '반전해질 현상(APE)'이 나타나도록 '양쪽성 이온 고분자(ZP)' 모델을 설계해, 구강 환경에서 향상된 방오 성능을 검증했다.

연구팀은 침과 비슷한 이온 용액 내에서 반전해질 효과가 발현되면 치과생체재료 표면에 두꺼운 수화층을 형성하게 된다고 설명했다. 이 수화층이 타액 단백질, 세균 및 진균이 달라붙는 것을 억제하고, 결국 세균성 바이오필름의 생성을 억제할 수 있는 방오 효과를 증대시킬 수 있다는 것이다.

전임상 시험결과 해당 교정장치는 균층 형성이 대조군 대비 약 80% 억제됐다.

최성환 교수는 "기존에는 구강 내 바이오필름에 저항하기 위해 물리적인 세척 또는 항박테리아 제재의 사용에 초점을 두었다면, 이번 연구는 구강 내 정상 세균총에 나쁜 영향을 주지 않으면서 세균성 바이오필름의 생성 및 부착을 억제할 수 있는 방오성을 가진 치과생체재료의 개발을 통해 구강 내 세균에 의한 구강질환(구내염, 치아우식증, 치주질환) 및 관련 감염성 전신 질환(소화기 및 심혈관계)을 예방할 수 있는 초석을 다졌다"고 말했다.

jjsung@news1.kr