금속과 인공 뼈 조직 사이의 적합성을 증가시키는 나노구조 개발

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-08

CIMAV 연구기관의 목표 중의 한 가지는 멕시코에서 필요한 바이오 의학 이식물을 개발하는 것으로, 이는 대부분의 국내 시장에서 소모되는 이식물들이 해외에서 제작되는 경우가 많기 때문이다. 멕시코 북부 몬테레이(Monterrey, in the north of Mexico)에서 수행된 다양한 과학 연구 프로젝트는 바이오 의학용 이식 기술을 연구하고 적용하는데 초점을 맞추고 있다. 이 연구센터는 현재 국립과학기술위원회(National Council for Science and Technology (CONACYT))의 일부로 연구 및 기술혁신 공원(Park of Research and Technological Innovation (PIIT)) 내에 위치해 있으며 엉덩이나 무릎 이식물, 치아 이식물 등과 관련된 새로운 재료 물질, 코팅 시스템 및 특별화된 속성 등에 대한 연구를 수행하고 있다. 연구는 생체적합성(biocompatible) 및 항박테리아 속성을 지닌 나노구조 물질에 집중하고 있다. 이와 관련해 CIMAV의 연구자인 Ana Maria Arizmendi Morquecho는 이번 연구의 목적은 뼈 조직의 화학적 구조와 인간의 뼈가 지닌 나노구조의 특성을 지닌 금속 구조의 적합성을 향상시키는 것이라고 말했다. 그는 또한 "생체적합성은 어떤 재료가 살아있는 조직에 부정적인 효과를 주지 않으며 접촉할 수 있는 능력을 의미하며 따라서 바이오의학 이식물을 만드는데 있어 가장 중요한 속성 중의 하나로 꼽힌다. 현재의 무릎과 엉덩이 이식물들은 티타늄 합금(titanium alloy)으로 만들어지고 있으며 이는 나노 기술을 이용해 뼈 조직과 생리학적 활성액 사이의 공존이 가능하게 하는 코팅을 반드시 필요로 한다. 그래서 새로운 합성 물질을 만들어내는 데는 반드시 이러한 코팅 증착 기술이 필요하다. 우리는 뼈에 적합성을 지니고 있는 세라믹 물질을 이용했으며 이 경우 매트릭스와 나노입자로 이용되는 하이드록시아파테이트(hydroxyapatite)를 이용해 생체적합성을 향상시켰다"고 덧붙였다. 그녀는 또한 이 물질들은 점차 복잡성과 기능성이 증가되어 갔다고 설명했다. 이것은 이들이 착용하는데 불편하지 않아야 하고 충분한 기계적인 속성을 지녀야 하며 인간의 신체에 적합성을 지니고 대중 보건과 관련된 기준도 충족시켜야 하기 때문이다. 그녀는 무릎 이식물의 경우 그 복잡성으로 인해 과학적인 연구가 부분적으로 진행되었다고 설명했다. 뼈에 티타늄 합금을 결합시킬 수 있는 코팅, 관절과 결합하는 부분인 고분자 재료물질, 그리고 전체 활성액과의 적합성 등에 기반한 연구가 진행되었다. 연구자들은 이와 관련된 사전 연구 결과가 과학 저널 등에 10편의 논문을 발표할 수 있었다고 말했다. 그 과정을 거쳐 최종적인 결과물을 얻어내기 위해, CIMAV의 연구자들은 국내외의 다양한 연구 기관과 공동 연구를 실시했다. 이와 관련해 Arizmendi Morquecho는 "이번 프로젝트의 경우 국내외의 다양한 국가 연구 시설과의 공동 연구를 통해 원하는 최종 이식물을 만들어낼 수 있었다"고 말했다. 그림: 연구진이 연구를 수행한 인공 관절물과 뼈 C1.jpg http://www.sciencedaily.com/releases/2015/01/150102071559.htm