2024.03.28 (목)

  • 흐림동두천 1.0℃
  • 흐림강릉 1.3℃
  • 서울 3.2℃
  • 대전 3.3℃
  • 대구 6.8℃
  • 울산 6.6℃
  • 광주 8.3℃
  • 부산 7.7℃
  • 흐림고창 6.7℃
  • 흐림제주 10.7℃
  • 흐림강화 2.2℃
  • 흐림보은 3.2℃
  • 흐림금산 4.4℃
  • 흐림강진군 8.7℃
  • 흐림경주시 6.7℃
  • 흐림거제 8.0℃
기상청 제공

임플란트 식립 효과↑…안전한 치조골 재생 방법 찾아

나노 코팅 기술 활용해 성장인자 점진적 방출 성공


 

연세대 치과대학 치주과학교실 차재국·정의원 교수, 연세대 공과대학 화공생명공학과 홍진기 교수 연구팀이 임플란트 식립 시 합병증을 크게 줄이면서 치조골 재생 능력을 높일 수 있는 방법을 규명했다. 

연구 결과는 고령의 환자 등 치조골 재생이 적절하게 이뤄지지 않아 임플란트 식립 과정에서 어려움을 겪는 많은 환자에게 도움이 될 것으로 기대된다.

이번 ‘순차적 골형성단백질 방출을 통한 치조골 재건(Programmed BMP-2 release from biphasic calcium phosphates for optimal bone regeneration)’ 연구는 생체 재료의 연구 및 응용 분야를 다루는 최상위 저널인 ‘BIOMATERIALS’에 게재됐다. 

고령화 사회로 진입하면서 노인 및 전신 질환을 가진 환자들의 치과 임플란트 치료 수요가 급격히 증가하고 있다. 이러한 환자들의 경우 치조골 소실로 임플란트 식립과 함께 치조골 이식술, 상악동 거상술 등을 동반해야 하는 경우가 대부분이다.
하지만 고령의 환자, 특히 전신 질환이 있는 경우에는 상처 치유 능력이 떨어져 치조골 재생이 잘 이뤄지지 않고, 이에 따라 임플란트 식립 후 완성까지 오랜 시간이 걸린다.

이 같은 점을 극복하기 위해 2000년대에 들어 임플란트 치료에 성장인자의 사용이 시도되고 있다. 그 중 전임상시험에서 가장 효과적이었던 제2형 골형성단백질(BMP-2)의 경우 FDA 승인 이후 임플란트 주위 치조골 재생술에 사용되고 있다.
그러나 성공적인 전임상시험과 달리 실제 환자에서는 심한 부종과 통증, 비특이적 골형성 등과 같은 술 후 합병증이 높은 빈도로 발생하고 있다.

고농도, 고용량의 성장인자가 빠른 속도로 일시적으로 방출되는 것이 이 같은 합병증의 주요한 원인으로 지목돼 왔다. 이에 따라 성장인자의 방출 시기와 속도 및 용량을 정교하게 조절하는 연구가 요구됐다.

연구팀은 이 같은 문제를 해결하고자 ‘나노 코팅 기술’을 적용했다. 특히 성장인자가 염증 반응이 일어나는 수술 후 2~3일 동안은 방출되지 않다가, 그 시기 이후부터 오랜 기간 점진적으로 방출되도록 프로그램화하는 기술을 연구했다.

이에 따라 실제 임상에서 사용하는 합성골 이식재 표면에 유기 실리케이스를 씌우고, 성장인자 탑재 후 내츄럴폴리머(natural polymer) 기반 다수의 적층 필름을 사용해 코팅했다.

이를 통해 의도했던 바와 같이 생체외(in vitro) 환경 모델에서 성장인자가 초기에 급격히 방출되는 것을 막고, 속력을 2배 늦춰 순차적으로 방출되도록 하는 데 성공했다.

동물 실험에서도 향상된 골 재생 효과가 증명됐다. 특히, 임상에서 사용하고 있는 성장인자의 농도의 약 1%에 해당하는 0.01mg/ml을 활용해서도 골 재생 효과를 극대화 할 수 있음을 증명했다.

특히 수직적 골 결손부 모델과 같은 아주 뼈가 만들어지기 어려운 부위에서도 효과를 확인했다.


연세대 치과대학-공과대학 간 공동 연구를 통해 이뤄진 이번 연구 결과는 ‘인공뼈에 탑재된 성장인자 방출의 프로그램화’를 통해 임플란트와 치조골 재생술의 효과를 극대화할 수 있고 심한 부종, 통증 등 합병증을 확연히 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 
특히 고령 환자, 당뇨와 같은 전신 질환을 가지고 있는 환자들에게 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

차재국 교수는 “연구 결과는 성장인자의 초기 과다 방출을 감소시켜 뼈 형성 단계에서 염증을 유발하지 않아 임상 사용이 용이하다”며 “개발한 플랫폼은 BMP에만 국한되지 않고 다양한 성장인자에 활용될 수 있다”고 연구의 의의를 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단, 산업통상자원부, 연세대 치과대학의 지원으로 수행됐다.
배너
배너

배너

행정

더보기

배너
배너


배너
배너

의료·병원

더보기
구강 건강이 좋지 않으면 충치와 잇몸 질환 발생... 방치하면 이런 결과 초래 치아는 우리 일상생활에서 중요한 역할을 한다. 음식을 섭취하고 분해해 소화를 돕는 역할을 할 뿐 아니라 정확한 소리를 낼 수 있도록 도와줘 의사소통을 원활하게 할 수 있도록 한다. 하지만 많은 사람들이 치아와 잇몸이 우리 생활에 미치는 중요성을 간과하고 구강 건강을 방치하는 경우가 많다. 구강 건강이 좋지 않으면 충치와 잇몸 질환이 발생할 수 있고, 이를 방치하면 다른 신체 기관에도 영향을 끼칠 수 있다. 잇몸 질환은 심장, 뇌졸중, 당뇨병과도 연관이 있다고 알려져 있다. 흔히 풍치라 불리는 치주질환은 치아를 감싸고 있는 잇몸에서 생긴 염증이 잇몸뼈인 치조골을 녹이면서 발생한다. 염증이 잇몸에만 국한된 경우를 치은염, 잇몸뼈 주변까지 퍼지면 치주염이라 한다. 건강보험심사평가원에 따르면 국내 치주질환 및 치은염 환자는 2022년 1811만7919명으로 질병별 환자 수 1위를 기록했다. 실제 치주질환과 치은염은 우리 국민의 약 90%가 사는 동안 한 번 이상은 걸리는 매우 흔한 질환으로, 환자 수는 매년 증가 추세를 보이고 있다. 권소연 가톨릭대학교 인천성모병원 치과 교수는 “치주염의 경우 오랜 시간 점차적으로 뼈를 녹이는 방향으로 진행하기 때문에 환자들이 바로