| 초록 |
□ 연구개요 본 연구는 양극산화처리를 통해 Ti 메쉬에 나노튜브 TiO<sub>2</sub> 피막층과 스트론튬(Sr) 및 실리콘(Si)으로 강화시킨 인산칼슘층을 형성하고, 그 내부에 골다공증 치료에 적용되는 다양한 골흡수 억제제를 탑재하여 골형성 촉진과 동시에 골흡수를 억제함으로서 골결손부를 신속하고 완전하게 회복하기 위한 복합표면처리개발을 최종목적으로 함. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 골흡수 억제제의 후보군의 선정과 최적의 농도 조건의 확립 - Ibandronate는 0.0001 mg/ml, teriparatide는 0.01 mg/ml, strontium ranelate 0.1 mg/ml 이하의 농도에서 생체적합성이 확인됨. 2. 양극산화처리에 의해 형성된 TiO<sub>2</sub> 나노튜브층에 약물의 침투 및 약물 방출시험 - Ibandronate의 경우 지속침적으로 탑재 시 처리시간이 1시간까지는 방출량이 선형적으로 빠르게 증가되고, 반복침적으로 처리 시에는 반복처리 횟수가 증가함에 따라 방출량이 선형적으로 증가하는 양상을 보였으나, 1시간 동안 지속침적한 조건과 비교해 볼 때 낮은 방출량을 보임. - Teriparatide의 경우 지속침적으로 탑재시 6시간까지 방출량이 계속 증가되고, 반복 침적으로 처리 시 ibandronate와 달리 반복처리 횟수 증가가 방출량에 영향을 미치지 않았으며, 1시간 동안 지속침적한 조건과 비교해 볼 때 높은 방출량을 보임. 3. TiO<sub>2</sub> 나노튜브층에 골다골증 치료 약물이 탑재된 치과 교정용 mini screw 시험 - 양극산화를 통해 TiO<sub>2</sub> 나노튜브층을 형성한 후 ibandronate와 teriparatide acetate 를 표면에 탑재하고 동물 매식시험 결과, ibandronate가 탑재된 그룹에서 가장 높은 풀림 토크 값을 보였고, 신생골 양이 상대적으로 많은 것이 확인됨. 4. 양극산화와 석회화 순환처리 후 골다골증 치료 약물이 탑재된 mini screw 시험 - 양극산화로 TiO<sub>2</sub> 나노튜브층을 형성한 후 석회화 순환처리를 통해 인산칼슘 코팅층을 표면에 형성하고, strontium ranelate를 표면에 탑재하고 동물 매식시험 결과, 풀림 토크 값은 무처리군과 비교할 때 양극산화와 석회화 순화처리에 의해 증가함. - 양극산화와 석회화 순화처리 후 strontium ranelate를 3mg/ml 농도 이상 탑재 시풀림 토크 값이 증가하고 나사골뿐만 아니라 나사산까지 연속적인 신생골 형성을 보였으며, 9mg/ml 농도에서 가장 높은 풀림 토크 값과 많은 신생골 형성이 확인됨. 5. 양극산화와 석회화 순환처리 후 strontium ranelate가 탑재된 Ti mesh 시험 - Ti mesh에 양극산화로 TiO<sub>2</sub> 나노튜브층을 형성한 후 석회화 순환처리를 통해 인산칼슘 코팅층을 표면에 형성하고, strontium ranelate를 표면에 탑재하고 calvarial defect model을 이용한 동물 매식시험 결과, 신생골 형성량의 차이는 보이지 않았으나, strontium ranelate가 탑재된 Ti mesh군의 골밀도 값이 무처리와 양극산화 처리군보다 상대적으로 높은 것으로 확인됨. - 미처리군의 경우 신생골이 mesh의 가장자리 부근에서 주로 형성되고 연조직이 신생골과 메쉬 사이에 존재하는 것이 관찰되었으나, strontium ranelate가 탑재된 Timesh군은 신생골이 mesh의 중앙부까지 형성되었으며, 연조직의 침투도 없었음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 치과용 차폐막뿐만 아니라 치과용 교정용 나사, 보철 임플란트, 구강 악안면용 메쉬와 고정용 나사, 정형외과용 임플란트 등 다양한 의료분야 제품에 적용 가능함. - 타이타늄 임플란트 또는 차폐막에 대한 새로운 패러다임의 기능성 표면처리 기술 개발은 재료 공학과 의학분야 학문의 동반성장이 기대됨. - 임플란트 시술 성공률 개선을 통한 고품격 의료서비스 제공이 가능함. - 다기능성 약물방출형 타이타늄 메쉬에 대한 원천․핵심 기술의 산업체 기술이전을 통해 고부가가치의 제품을 개발하고 상업화를 추진하기 위한 사업화 지원사업 및 인체매식형 의료기기의 복합기능성 표면처리에 대한 후속연구 추진에 활용할 예정임. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
