임플란트 식립 효과 높이는 안전한 치조골 재생 방법 규명

치대 차재국·정의원 교수(치주과학)

치대 차재국·정의원 교수(치주과학), 공과대학 화공생명공학과 홍진기 교수 연구팀이 임플란트 식립 시 합병증을 크게 줄이면서 치조골 재생 능력을 높일 수 있는 방법을 규명했다. 이번 연구는 ‘BIOMATERIALS(IF 10.317)’에 게재됐다.

고령의 환자, 특히 전신 질환이 있는 경우에는 상처 치유 능력이 떨어져 치조골 재생이 잘 이뤄지지 않아 임플란트 식립 후 완성까지 오랜 시간이 걸린다. 이를 극복하기 위해 성장인자의 사용이 시도되고 있다. 그중 전임상시험에서 가장 효과적이었던 제2형 골형성단백질(BMP-2)의 경우 FDA 승인 이후 임플란트 주위 치조골 재생술에 사용되고 있다.

그러나 실제 환자에서는 심한 부종과 통증, 비특이적 골형성 등과 같은 합병증이 높은 빈도로 발생하고 있다. 고농도, 고용량의 성장인자가 빠르게 일시적으로 방출되는 것이 주요한 원인으로 지목돼 왔다. 

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 속력을 2배 늦춰 순차적으로 방출되도록 하는 데 성공했다. 동물 실험에서도 향상된 골 재생 효과가 증명됐다. 특히 임상에서 사용하고 있는 성장인자 농도의 약 1%에 해당하는 0.01mg/ml을 활용해서도 골 재생 효과를 극대화 할 수 있음을 증명했다. 아울러 수직적 골 결손부 모델과 같이 뼈가 만들어지기 어려운 부위에서도 효과를 확인했다.