최성환(연세치대 교정학교실) 교수 등이 포함된 연세대 연구팀이 기존 글래스아이오노머 시멘트의 한계를 넘는 zPAC를 개발해 화제다. 골조직의 재광화가 더 쉽게 이뤄지는 임상에서의 변화가 주목된다.
최성환 교수와 권재성(연세치대 치과생체재료공학교실) 교수, 홍진기(연세대 화공생명공학과) 교수팀은 최근 이 같은 연구내용을 담은 논문 ‘다가 양극성 네트워크 개질제를 통한 생체 활성이 상향 조절된 바이오필름 저항성 폴리알케노에이트 시멘트의 개발(Multivalent network modifier upregulates bioactivity of multispecies biofilm-resistant polyalkenoate cement)’을 생체재료 분야 국제 학술지 『Bioactive Materials』(Impact Factor 14.593)에 게재했다.
연구팀은 기존 글래스 아이오노머 시멘트로 대표되는 폴리알케노에이트 시멘트(PAC)의 한계를 극복하기 위해 mZM(multivalent zwitterionic network modifier, 다가 양극성 네트워크 개질제)을 적용시킨 zPAC을 개발했다. 이에 따라 기존 대비 이온 방출 및 생체 활성을 상향 조절시킬 수 있음을 증명했다.
폴리알케노에이트 시멘트는 생체 내에서 칼슘과 불소 등 다양한 이온들이 방출되는 특성을 활용해 충치로 인해 파괴된 치아의 재생을 위해 사용돼왔다. 그러나 글래스 내 양이온 네트워크 개질제만 사용해 이온 방출의 효율성이 낮은데다 재료 표면이 세균성 바이오 필름에 오염될 때에는 이온 방출이 급격히 저해됨에 따라 생체 활성을 온전히 사용하지 못했다.
연구팀의 연구결과에 따르면 zPAC는 글래스 내 비가교 산소의 비율을 증가시켜 이온이 쉽게 방출될 수 있는 채널을 형성하고, 이를 통해 이온 방출 및 하이드록시아파타이트 유사체의 표면 침착을 약 74% 증가시켰다.
또한 성견을 이용한 중대형 동물 모델에서도 zPAC의 향상된 재광화 능력이 확인되고, 기존 대비 세균성 바이오필름의 부착을 약 68% 감소시켰으며, 바이오필름을 구성하는 미생물 종의 분포 또한 정상화하는 것이 확인됐다.
최성환 교수는 “zPAC은 치의학을 넘어 재생의학 분야에서도 널리 적용되는 유망한 솔루션이 될 수 있을 것”이라며 “손상된 치아 또는 골조직의 재광화가 쉽게 이뤄질 수 있는 날이 가까워졌다는 점에서 의미가 크다”고 밝혔다.
이번 연구는 한국연구재단과 범부처전주기의료기기개발사업 및 연세대치과대학-공과대학 연구증진 사업의 지원으로 수행됐다.
