12월 Biomaterials Science 저널 온라인 게재
α-mZM이 결합된 레진 강화형 글래스 아이오노머 새로운 가능성 제시
최성환 연세대학교 치과대학 교정과학교실 부교수(교신저자)와 권재성 연세대학교 치과대학 치과생체재료공학교실 조교수(교신저자), Mangal Utkarsh, 연세대학교 치과대학 교정과학교실 박사(제1저자)가 Biomaterials Science(impact factor: 7.59)저널 2022년 12월 온라인에 게재 됐다.
최성환 부교수와 권재성, Mangal Utkarsh 박사가 발표한 연구논문 제목은 △폴리베타인 강화 하이브리드 아이오노머 시멘트의 박테리아 저항성과 세포 반응의 향상(Polybetaine-enhanced hybrid ionomer cement shows improved total biological effect with bacterial resistance and cellular stimulation)이다. 치의학에서 레진 강화형 글래스 아이오노머 시멘트(RMGIC)는 글래스 아이오노머 시멘트와 복합레진이 결합된 형태로 심미적이고, 생체 내에서 스트론튬, 불소를 방출하는 장점과 함께 치아에 화학적으로 부착하는 장점이 있어 충치로 인해 파괴된 치아를 수복하거나, 금니 같은 보철물을 부착하는 시멘트로서 널리 사용되고 있다. 그러나 지금까지 RMGIC의 생체 활성을 온전히 사용하지 못하였는데 (i)글래스 아이오노머와 복합레진이 결합되면서 글래스 아이오노머의 불소 이온 방출에 필수적인 수분이 레진으로 대체되어 이온 방출량이 급격히 감소하였고, (ii)재료 표면이 세균성 바이오필름에 오염될 시 이차우식증의 원인이 되었다.
연세대 치과대학 교정과학교실의 최성환 교수, Mangal Utkarsh 박사, 치과생체재료공학교실 권재성 교수는 기존 RMGIC의 한계를 극복하기 위해 α-mZM(polybetaine zwitterionic derivatives, 폴리베테인 양극성 유도체)을 적용시킨 RMGIC를 소개하였고, 기존 대비 이온 방출, 박테리아 저항성 및 인간 치수 줄기세포의 반응을 상향 조절시킬 수 있음을 증명했다.
α-mZM이 결합된 레진 강화형 글래스 아이오노머는 기존 대비 스트론튬과 불소 이온 방출을 20%, 10% 증가시킴으로써 인간 치수 줄기 세포의 활성을 나타내는 DSPP (dentine sialophosphoprotein)와 DMP-1 (dentine matrix protein 1)의 발현을 기존대비 32.5%, 245% 증가시켰다. 치아 재광화에 필수적인 석회화 결절의 생성 또한 기존대비 약 50% 증가시켜, 파괴된 치아의 재광화를 촉진할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다. 또한 인간 침 유래 바이오필름의 표면 부착률을 기존 대비 28% 감소시켰고, 특히 바이오필름의 발달에 브릿지 역할을 수행하는 혐기성 세균인 Veillonella의 성장을 억제하였다. 이를 통해 α-mZM이 결합된 레진 강화형 글래스 아이오노머는 세균성 바이오필름의 성숙 및 표면 부착을 원천적으로 차단할 수 있음을 확인하였다.
발표한 연구 의미에 대해 최성환 교수는 “본 연구에서 소개한 α-mZM이 결합된 레진 강화형 글래스 아이오노머는 많은 한계에도 불구하고, 파괴된 치아를 재생시키고, 충치 세균의 침입을 원천적으로 차단할 수 있는 새로운 치과 수복 재료의 개발 가능성을 높였음에 의의가 있으며, 앞으로 이와 같은 개념이 실제 임상에서 현실화될 수 있게 최선의 노력을 기울이겠다”고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단의 지원으로 수행됐다.
