치과용 임프란트 상부구조물등 인체경조직을 대체할 수 있는 '지르코니아(ZrO2) 바이오 세라믹스'를 개발한 한국과학기술연구원 김대준 박사가 이달의 과학기술자상 7월 수상자로 선정됐다.

과학기술부와 한국과학재단은 29일 과기연 김대준<사진> 박사를 이달의 과학기술자상 7월 수상자로 선정했다고 밝혔다.

수상자로 선정된 김 박사는 각종 세라믹스 중 가장 뛰어난 물성을 지닌 지르코니아가 인체 내에서 장기간 유지시 강도가 급격히 떨어지는 저온열화 현상을 규명함으로써 지난 15년간 제기됐던 여러 학설을 정리하는 업적을 거뒀다.

지르코니아(ZrO2)는 세라믹스 중 강도와 인성이 가장 높은 재료지만 '저온열화' 즉, 지르코니아의 정방정 결정상이 인체 내부 조건이나 100∼300도에서 장시간 방치될 경우 자연적으로 '단사정 결정상'으로 바뀜에 따라 강도가 급격히 떨어져 응력지지 고강도 재료로 응용이 힘들었다.

김 박사는 지르코니아 저온열화가 지르코니아 결정 내부 산소공공의 확산에 의해 응력을 받고 있는 결정이 이완되는 현상으로 규명하고, 이를 세라믹분야 세계 최고권위 학술지인 미국세라믹학회지에 게재해 현재 정설로 받아들여지고 있다.

김 박사는 이러한 연구결과를 바탕으로 저온열화를 겪지 않으면서도 고강도·고인성을 갖는 원천기반 신소재를 개발, 한국 및 미국에 특허화하는 동시에 이를 치과용 임프란트 상부구조물로 응용해 지난 4년간 성공리에 임상적용을 마치고 기업화에 성공했다.

이 신소재는 현재 인공고관절 골두로 사용하는 응용연구가 마무리 단계에 있다.

또한 무릎관절용 보철물, 인공뼈, 치과용 세라믹 임프란트, 세라믹 단일치아 및 브릿지 등의 응력지지용 경조직대체 바이오 세라믹스뿐만 아니라 라식수술용 미세각막 절단기 등의 의료용구로 응용연구가 진행중이다.

김 박사는 이와 함께 바이오세라믹스 연구로 알루미나 세라믹 분말을 테이프로 제조해 이를 심미성이 우수한 세라믹 단일치관 및 세라믹 3-unit 브릿지로 성형하는 공정을 세계 최초로 개발, 한국·미국·일본 특허를 취득했다.

김 박사가 개발한 세라믹 테이프 방식은 세라믹 치관을 정확하고 쉽게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 심미성도 확보할 수 있어 환자들에게 만족감을 줄 수 있는 신기술로 현재 제품화를 위한 기술이전 단계에 있다.

한편 과기부는 오늘(29일) 오전 과기부 회의실에서 채영복 과기부장관, 김정덕 한국과학재단 이사장, 박호군 과기연원장 등이 참석한 가운데 이달의 과학기술자상 시상식을 가졌다.