한국세라믹기술원 장정호 박사 연구팀이 기존 인공뼈 소재로 많이 사용해 오던 '하이드록시아파타이트' 소재보다 체내 흡수성과 뼈재생 효율이 더 우수한 '바이오글래스' 인공뼈 소재 기술 개발에 성공했다.
인체 뼈의 주성분인 칼슘과 인으로 구성된 하이드록시아파타이트는 생체 친화성이 우수해 대표적인 인공뼈 소재로 사용되지만 생체 흡수성이 낮아 주변 골조직과의 재생에 걸리는 시간이 길다는 문제점이 있다.
이를 대체하기 위해 칼슘 농도를 조절해 세라믹 인공뼈 소재 용해성을 증가시킨 다양한 칼슘포스페이트 인공뼈 소재가 개발되고 있으나 생체적합성과 강도 등에서 하이드록시아파타이트보다 우수하지 못하다는 평가를 받는다.
연구팀은 칼슘-인-실리카-산화나트륨 4가지 성분으로 구성된 'S53P4' 바이오글래스 소재를 활용해 고온에서 용융·냉각한 후 입도와 조성비를 최적했다.
이를 세라믹 소재 용출 분해 평가 관련 국제규격인 ISO 10993-14에 따라 구연산용액과 트리스용액에서의 생체흡수성을 속도론적으로 해석해 형성된 뼈의 두께를 측정함으로서 우수성을 비교 평가했다.
그 결과 S53P4 바이오글래스 소재의 생체흡수성이 구연산용액에서 우세하며 뼈 형성은 트리스용액에서 8배 이상 우수함을 입증했다.
이번 연구 성과는 미국화학회 'ACS 오메가' 2024년 10월호 표지논문에 '산성과 중성 용액에서 S53P4 바이오글래스 소재의 생체흡수성과 바이오미네랄리제이션'이라는 제목으로 게재됐다.
장정호 박사는 “기존에 인공뼈 소재로 사용해온 하이드록시아파타이트 소재의 체외 용출분해 결과보다 훨씬 높은 수준의 생체 흡수성과 뼈형성 속도를 보여줌으로써 향후 추가적인 동물실험을 통해 치과 및 정형외과 임플란트 소재로서 활용도가 높아질 것으로 기대한다”고 말했다.
진주=노동균 기자 defrost@etnews.com
