국내 연구진이 임플란트 같은 치아의 기능을 보완하는 치과용 생체재료의 오염을 막아 치주·전신 질환을 예방할 수 있는 단서를 찾아냈다.
연세대 치과대학 교정과학교실 최성환 교수, 공과대학 화공생명공학과 홍진기 교수·최우진 연구원, 경희대 치과대학 치과교정학교실 안효원 교수로 이뤄진 연구팀은 치과용 생체재료의 표면을 오염시키는 바이오필름(구강 속 세균이 응집해 생기는 세균막) 생성을 억제할 수 있는 실마리를 규명했다고 14일 밝혔다.
연구팀은 생체 환경에서 양성과 음성을 모두 가져 중성을 띄는 ‘양쪽성 이온 고분자(ZP)’ 모델을 설계해 구강 내에서 재료 표면의 오염을 막는 성능이 얼마나 향상됐는지 검증했다.
침과 비슷한 환경인 이온 용액(0.154 M NaCl) 내에서 전기적 성질을 띤 입자가 없어 전류가 흐르지 않는 '반전해질 효과'가 나타나면 치과용 생체재료 표면에 두꺼운 수화층(물층)이 형성된다. 이 수화층은 타액 단백질, 세균, 진균이 달라붙는 것을 억제해 결국 세균막 생성 억제 효과를 증대시킬 수 있다.
연구팀이 반전해질 효과가 발현되는 투명 교정 장치를 전임상 실험(동물 실험)에 적용한 결과 1주일간 균층 형성이 대조군 대비 80% 가량 억제됐다.
최성환 교수는 “이번 연구는 구강 내 정상 세균총에 나쁜 영향을 주지 않으면서 세균막의 생성과 부착을 억제할 수 있는 치과용 생체재료의 개발을 통해 구강 내 세균에 의한 구강 질환과 관련 감염성 전신 질환을 예방할 수 있는 초석을 다졌다는 점에서 의미가 크다”고 말했다.
구강 세균막은 타액 단백질과 치아우식, 치주염, 치근단 염증, 임플란트 주위염과 같은 구강 질환 뿐 아니라 소화기관·심혈관계를 포함한 감염성 전신 질환의 원인으로 지목돼 왔다. 이에 따라 재료 표면의 오염을 막으려는 시도가 이어졌다.
하지만 폴리에틸렌글리콜 등 양성 만을 가진 기존 고분자들은 침 안의 이온들로 인한 전류가 흐르는 ‘전해질 효과’로 생체 환경에서 기대한 만큼 재료 표면의 오염을 억제하는 효과가 나타나지 않았다.
