호주 로열 멜버른 공과대학교 연구진이 3D 프린터로 제작한 티타늄 재질의 의료용 임플란트를 고운 인공 다이아몬드로 코팅하는데 성공했다. 라이브 사이언스의 보도에 의하면, 이번에 새롭게 만들어진 이 다이아몬드 코팅된 티타늄 소재는 앞으로 골반 또는 무릎에 사용할 의료용 임플란트에 활용이 가능하다고 한다.

실험 결과는 3월 13일에 재료화학분야 학술지 ACS 어플라이드 마테리얼즈 앤 인터페이스( ACS Applied Materials and Interfaces)에 게재됐다.

생체 적합성 문제

연구진은 인공 다이아몬드의 사용이 심미적인 목적을 위해서가 아니며, 다이아몬드 코팅된 임플란트가 순수 티타늄 재질 임플란트에 비해 사람의 몸에 더 적합하고 염증의 위험이 적어서라고 밝혔다.

로열 멜버른 공대 수석 연구원 케이트 폭스 박사는 순수 티타늄 재질의 임플란트가 인체와 바람직하지 않은 반응을 나타낼 때가 많다고 언급했다. 이 문제를 해결하기 위해 연구진은 3D 프린터로 제작한 틀에 다이아몬드를 사용해 동물 세포에서 흔히 발견되는 세포에 더 잘 달라붙는 표면 코팅층을 만드는데 성공했다.

폭스 박사는 고반응성 플라즈마를 사용해 다이아몬드 코팅에 성공했다면서 이러한 시도는 기술적으로 최초였다고 밝혔다.

첫 기술적 시도

폭스 박사는 아직 사람의 몸에 다이아몬드 코팅된 임플란트가 사용된 적은 없다고 선을 그었다. 그러나 이 새로운 임플란트가 오늘날 사용되는 순수 티타늄 재질의 임플란트에 비해 인간의 신체에 더 적합하고 염증을 일으킬 가능성이 적을 것이라고 확신하고 있다.

그 이유에 대해 폭스 박사는 다이아몬드가 살아있는 뼈와 인공 임플란트 사이의 결합을 강화시켜 준다고 설명했다. 아울러서 다이아몬드 코팅이 3D 프린터로 제작된 임플란트의 생체 적합성을 높일 뿐만 아니라, 임플란트의 수명 연장시키거나 견고함을 강화하는데도 기여할 수 있다고 밝혔다.

치과용 임플란트

이전에도 여러 의학 연구에서 다이아몬드를 인공 판막, 약물 전송 체계, 인공 장기 등으로 활용하려는 시도가 있었다.

2013년에 과학자들은 뼈 성장을 촉진시키고 치과용 임플란트의 내구성을 높이는데 활용할 수 있는 미세 다이아몬드 구체를 발견했다고 밝혔다. UCLA 치의과대학교의 구강보건 및 의학 교수인 딘 호 박사의 말에 의하면, 비싸고 많은 시간이 소요되는 뼈 수술을 시행할 때 나노다이아몬드 사용이 효과적이다. 호 박사는 다이아몬드의 특수한 표면으로 인해 단백질이 더 천천히 전달되며, 따라서 감염된 부위를 더 긴 시간 동안 치료할 수 있게 된다고 언급했다.

나노다이아몬드 투여는 주사 또는 구강 린스를 통해 비외과적인 방법으로 이루어진다.

[researchpaper 리서치페이퍼=홍성윤 기자]