연세대 치대 치과생체재료공학교실 권재성 교수, 교정과학교실 최성환 교수, 미국 미시간대 케니치 구로다 교수 연구팀이 기존 틀니 소재(PMMA)에 새로운 소재(PMEA)를 조합해 새 소재를 만들었다.
기존 틀니나 교정기 등 구강장치는 PMMA(Poly methyl methacrylate) 소재로 만들어졌다. PMMA는 강도가 우수하고 인체에 무해해 생체에 적합하지만 더러워지지 않는 성질을 나타내는 ‘방오성’이 낮다. 이 때문에 구강장치 표면에서 박테리아, 곰팡이 등이 세균막을 형성해 구강 염증을 일으킬 수 있다. 또 세균막을 물리적으로 긁어 제거하는 과정에서 틀니가 마모돼 사용 가능 기간이 줄어드는 단점이 있다.
연구팀은 PMMA 소재가 균에 취약한 점을 보완하기 위해 음식물 등에 쉽게 오염되지 않는 PMEA(Poly 2-methoxyethyl acrylate) 소재를 혼합했다. 분자 밀도가 높아 다른 소재와 잘 섞이지 않는 PMEA의 밀도를 조절해 PMMA 표면에 고르게 분산시켜 혼합 소재를 개발하고 틀니를 제작했다.
그 결과 틀니의 내구성이 더 높아졌다. 부러지거나 손상되지 않고 오래 사용 가능한 정도를 측정하는 굽힘 강도, 탄성계수, 비커스 경도가 각각 80MPa(메가파스칼), 2000Mpa, 12kg/mm2 였다. 이는 PMMA 소재로만 만들었을 때와 거의 차이가 없는 수준이다.
세균 번식은 줄어들었다. PMMA 소재로만 제작한 틀니보다 구강 염증을 일으키는 단백질의 흡착 정도가 50% 줄었고, 세균막 형성 수치는 20% 수준까지 감소했다.
틀니와 교정기 등을 더욱 오래 깨끗하게 사용할 수 있도록 개발된 이 혼합 소재는 앞으로 구강 염증 등의 부작용을 줄이는 데 도움이 될 것으로 보인다.
이번 연구는 한국연구재단과 범부처 전주기의료기기연구개발사업 지원으로 수행됐고, 국제학술지 ≪바이오소재 과학(Biomaterials Science)≫ 최신호에 게재됐다.
