□ 연구개요 임플란트 수술의 주요 실패 요인은 뼈가 임플란트 표면에 달라붙지 않는다는 것임. 티타늄은 주변 뼈나 연조직 자체를 직접 성장시킬 수 없음. 이를 해결하기 위해, 항생제 및 생체활성물질을 임플란트 표면에 코팅 하였으나, 코팅된 물질들은 초기에 방출되어 지속적인 효과를 볼 수 없었거나 방출 속도를 조절할 수 없다는 단점이 있었으며 화학 물질을 사용하므로 인체에 위험할 수 있음. 따라서 본 연구는 인체에 무해한 이온화 에너지인 감마선 에너지를 사용하여 항생제와 생체활성물질을 임플란트 표면에 코팅하여 성공적인 임상 결과에 최적의 효능을 발휘할 수 있는 또 다른 표면 처리법을 연구하고자함. □ 연구 목표대비 연구결과 ○ 1차년도 • 임플란트 표면 개질을 위한 코팅 기술을 지속적으로 연구 개발하였으며, 다양한 in vitro 실험을 통해 그 성능과 안정성을 평가하고 개선 - 임플란트 표면에 DOPA, heparin, collagen, BMP, VEGF, PDGF, aminoglycoside 등의 항생제 및 생체활성물질을 탑재하는 프로토콜 정립 - 생체활성물질이 탑재된 임플란트 표면의 물리·화학적 평가를 시행하여 표면의 안전성 및 성능 평가방법에 대한 가이드라인 정립 - 표면 개질된 임플란트의 세포수준 안전성 및 유효성 평가 • 임플란트의 안전성 및 성능 평가를 위해, 다양한 임상적 상황을 모방한 동물 모델 개발 ○ 2차년도 • 생체활성물질이 코팅된 이식 재료의 골융합 촉진 및 임플란트 주위염 치료 효능평가 - 다양한 방법 (화학적 방법, 감마선을 이용한 방법 등)으로 생체활성물질을 이식 재료에 탑재하는 프로토콜 정립 - 세포 실험을 통해 생체활성물질이 탑재된 티타늄 스크류의 안전성 및 성능 평가 - 동물모델을 이용하여 개질된 표면의 안전성 및 성능평가 ○ 3차년도 • 최종 전임상 평가를 위한 재료 선정 및 프로토콜 확립 - 소동물 모델에 다양한 골이식재를 적용하여, 재료에 따른 안전성·유효성 비교 평가 • 감마선 기술로 생체활성물질이 탑재된 임플란트의 대동물 전임상 평가. - 최적의 감마선량 (25kGy)으로 콜라겐을 임상적용 가능한 티타늄 임플란트에 탑재하고, 표면 특성 및 화학적 조성을 화학적 콜라겐 가교법과 비교 평가 - 전임상실험을 통한 표면개질된 임플란트의 안전성 및 유효성 평가 □ 연구개발결과의 중요성 ○ 4세대 임플란트 표면 개발의 지속적인 필요성으로 인해 많은 연구에도 불구하고 개발된 상품은 전무함. 이는 식약청 허가 시 표면개질에 사용한 유해물질의 안전성을 검증하지 못함이 가장 큰 이유임 ○ 일반적인 표면 개질법은 인체에 유해한 화학물질의 사용이 필수적이나, 감마선 기술을 이용한 경우 인체에 유해한 화학물질의 사용을 최소화할 수 있어 FDA 승인이 수월함. ○ 기능성 소재 개발에 있어 신규물질의 합성, 표면 분해 등을 이용한 방법은 합성의 복잡성, 표면 개질의 불균일성 및 낮은 수율로 인해 생체활성물질의 고정화에 제한적이며, 감마선 기술을 이용할 경우 높은 수준의 표면개질이 가능해 생체활성물질의 고정 및 전달 수율을 매우 높일 수 있음. ○ 고령화 사회와 삶의 질 향상으로 인한 치과용 임플란트 환자가 더욱 증가할 것이 예상되므로 감마선을 이용한 치과용 융복합형 티타늄 임플란트 기술의 산업적 가치가 증대됨 (출처 : 연구결과 요약문 3p)
- 연구책임자 : 허중보
- 주관연구기관 : 부산대학교
- 발행년도 : 20200300
- Keyword : 임플란트;티타늄;표면;감마선;골재생;골융합;대동물;
