[데일리메디 고재우 기자] 연세의료원은 차재국·정의원 치과대학 치주과학교실 교수, 홍진기 공과대학 화공생명공학과 교수 연구팀이 임플란트 식립 시 합병증을 크게 줄이면서 치조골 재생 능력을 높일 수 있는 방법을 규명했다고 6일 밝혔다.

고령의 환자 등 치조골 재생이 적절하게 이뤄지지 않아 임플란트 식립 과정에서 어려움을 겪는 많은 환자에게 도움이 될 것으로 기대된다.

 

고령, 전신 질환이 있는 등 환자의 경우에는 상처 치유 능력이 떨어져 치조골 재생이 잘 이뤄지지 않고, 임플란트 식립 후 완성까지 오랜 시간이 걸린다.

 

이 같은 점을 극복하기 위해 2000년대에 들어 임플란트 치료에 성장인자의 사용이 시도되고 있다. 그 중 전임상시험에서 가장 효과적이었던 제2형 골형성단백질(BMP-2)의 경우 FDA 승인 이후 임플란트 주위 치조골 재생술에 사용되고 있다.

 

하지만 성공적인 전임상시험과 달리 실제 환자에서는 심한 부종과 통증, 비특이적 골형성 등과 같은 술 후 합병증이 높은 빈도로 발생하고 있다. 고농도, 고용량의 성장인자가 빠른 속도로 일시적으로 방출되는 것이 이 같은 합병증의 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.

 

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 성장인자가 초기 급격히 방출되는 것을 막고, 속력을 2배 늦춰 순차적으로 방출되도록 하는 데 성공했다.

 

동물 실험에서도 향상된 골 재생 효과가 증명됐다. 특히, 임상에서 사용하고 있는 성장인자의 농도의 약 1%에 해당하는 0.01mg/ml을 활용해서도 골 재생 효과를 극대화 할 수 있음을 증명했다. 수직적 골 결손부 모델과 같은 아주 뼈가 만들어지기 어려운 부위에서도 효과를 확인했다.

 

연세대 치과대학-공과대학 간 공동 연구를 통해 이뤄진 이번 연구 결과는 ‘인공뼈에 탑재된 성장인자 방출의 프로그램화’를 통해 임플란트와 치조골 재생술의 효과를 극대화할 수 있고 심한 부종, 통증 등 합병증을 확연히 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 특히 고령 환자, 당뇨와 같은 전신 질환을 가지고 있는 환자들에게 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 보인다.

 

차재국 교수는 “성장인자의 초기 과다 방출을 감소시켜 뼈 형성 단계에서 염증을 유발하지 않아 임상 사용이 용이하다”며 “개발한 플랫폼은 BMP에만 국한되지 않고 다양한 성장인자에 활용될 수 있다”고 말했다.

 

한편, 한국연구재단 및 산업통상자원부, 연세대 치대 등 지원으로 수행된 연구팀의 ‘순차적 골형성단백질 방출을 통한 치조골 재건’ 연구 결과는 생체 재료 연구 및 응용 분야를 다루는 최상위 저널인 ‘BIOMATERIALS’에 게재됐다.