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| 임플란트 내부에 다수의 기공을 생성하고 그 속에 염증 억제 약물을 넣어 수술 부작용을 줄인 ‘약물방출형 다공성 임플란트’ 제조기술을 개발한 뿌리산업기술연구소 주조공정그룹, 성형기술그룹, 표면처리그룹 등의 연구결과는 한국화학융합시험연구원에서 인증을 받았다.(자료제공=생산기술연구원) |
한국생산기술연구원은 임플란트 내부에 다수의 기공을 생성하고 그 속에 염증 억제 약물을 넣어 수술 부작용을 줄인 ‘약물방출형 다공성 임플란트’ 제조기술을 개발했다고 11일 밝혔다.
골절 사고에는 석고붕대로 깁스를 두르는 치료법이 일반적이지만, 손상이 심각한 경우에는 인체에 무해한 티타늄 합금 재질의 인공뼈를 이식하는 임플란트 수술이 필요하다.
그러나 수술 도중 티타늄 표면이 오염되거나 부식되어 이식 부위에 염증이 발생하고 임플란트가 뼈 조직과의 결합에 실패하는 부작용이 종종 발생해 사전에 약물을 사용해 염증 발생 확률을 줄여야 한다.
이번 연구팀은 생기원의 뿌리산업기술연구소 주조공정그룹, 성형기술그룹, 표면처리그룹이 협력해 티타늄 합금을 제조하고, 인공뼈로 가공 및 후처리하는 데 필요한 각 분야의 요소기술을 융합해 개발했다.
먼저 주조 분야에서는 일정 간격을 두고 티타늄 합금 잉곳을 생산하던 제조방식을 세계 최초로 전자기유도장치와 수소플라즈마 기반의 연속주조 방식으로 바꿔 공정효율을 높임으로써 제조원가를 50% 이상 절감했다.
또한 물을 얼리면 얼음 속에 기포가 발생하는 원리를 이용한 동결주조 방식을 도입해 임플란트에 뼈와 비슷한 다공 구조를 형성시켰다.
이후 소성가공 분야에서는 국내 최초로 다공성 임플란트 제조공정에 금형몰드를 적용해 시제품 제작에 성공, 대량생산 기반을 확보했다.
이번 연구과정에서 개발한 임플란트는 수많은 기공 속에 항염증제, 골형성 촉진 단백질, 줄기세포 등 각종 약물들을 함유하고 약 10일에 걸쳐 일정한 비율로 서서히 방출시키는 것을 확인했다.
특히 함유된 약물은 수술 초기 해당 부위의 염증 발생을 억제하는 한편 임플란트가 뼈를 비롯한 주변조직과 빠르게 결합할 수 있도록 도와주고 수술 후 오랜 시간이 지나도 임플란트 하단 부위의 뼈가 인체 하중을 지탱해주는 고유 역할을 상실하지 않도록 하는 기능도 추가했다.
김현종 수석연구원은 “조기 상용화를 위해 기술적 완성도가 높은 주조 공정기술을 우선적으로 기업에 이전하고, 소성가공 및 표면처리 공정기술은 대학병원과 함께 2020년부터 3년간 임상시험을 진행한 후 이전할 계획”이라고 말했다.
