▲ POSTECH 차형준 교수. POSTECH 제공

   
▲ POSTECH 최현선 박사. POSTECH 제공

   
▲ 경북대 조윤기 교수. POSTECH 제공

POSTECH 화학공학과·융합대학원 차형준 교수, 화학공학과 최현선 박사 연구팀은 경북대 첨단기술융합대학 의생명융합공학과 조윤기 교수와의 공동 연구를 통해 홍합접착단백질을 기반으로 세균의 침입에 반응해 항생제를 방출하는 임플란트용 코팅 소재를 개발했다.

임플란트 시술 부위가 세균에 감염되면 임플란트의 고정력이 약해질 뿐 아니라 각종 합병증을 유발한다.

또, 세균이 항생제에 대한 저항성이 높은 경우 항균 치료 후에도 다시 감염되는 사례가 많아 재시술이 요구되기도 한다.

항생제를 포함하고 있는 임플란트 코팅 소재 연구가 활발하게 진행되고 있지만 시술 도중 소재가 물리적으로 손상되거나 내부 항생제가 유출되는 등 많은 문제점이 있었다.

연구팀은 이번 연구를 통해 접착 단백질 아미노산 중 하나인 DOPA(도파)에 주목했다.

홍합의 강력한 접착력의 핵심인 DOPA는 금속 이온과 강력한 결합을 형성하는 아미노산으로 그 중 철 금속 이온과의 결합력은 산성도(pH)가 낮아질수록 약해지는 특징이 있다.

몸속에 세균이 침입하면 그 주변의 산성도가 낮아지게 되는데, 연구팀은 이에 착안해 새로운 임플란트용 코팅 소재를 개발했다.

이 소재는 일반적인 환경에서는 내부에 항생제를 품고 있다가 세균에 감염되어 주변이 산성화되면 8시간 안에 항생제의 70%를 방출해 세균을 박멸했다. 또, 임플란트 시술 이후 골(骨)재생 기간(약 4주)에도 세균 감염에 따른 즉각적인 항균 효과를 보이는 등 높은 내구성도 입증했다.

연구를 주도한 차형준 교수는 “접착성 임플란트 코팅 소재의 즉각적· 지속적 항균 효과를 통해 임플란트 시술의 성공률을 획기적으로 높일 수 있을 것“이라는 기대를 전했다.
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