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일반 | 세계 최초 골 결합 촉진 물질 이온주입 기술 개발

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작성일09-09-18 11:19 조회6,625회

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세계 최초 골 결합 촉진 물질 이온주입 기술 개발
치과용 임플란트 적용해 생체용 골유도성 금속 임플란트 첫 상용화
재료연, (주)디오에 기술이전


재료연구소(소장 조경목)가 세계 최초로 기존 임플란트의 문제점을 획기적으로 개선할 수 있는 독창적인 표면처리 구조를 가진 ‘골 결합 촉진물질의 이온주입 기술’을 개발해 이를 양산할 수 있는 장치와 생산기술을 확보했다.

전 세계적으로 노화와 질병 및 사고로 손상된 신체의 재건이 주요 관심사로 떠오른 가운데 세계 의료기기 시장(1630억 달러, 2006년 기준)에서 전체 11%를 차지하는 치과 연관 재료 시장에 큰 변화를 이끌 것으로 전망된다.

재료연구소 융합공정연구본부 정용수 박사팀이 개발한 생체용 골 유도성 금속 임플란트는 생체와의 반응성이 우수한 생활성 물질을 이온화시켜 표면에 주입, 열화 및 박리가 일어나지 않는 생화학 결합층을 형성하는 것으로 기존 임플란트에 비해 골 결합력이 우수하고 치유 기간도 빠르다.

재료연구소는 이 기술이 치과 뿐 만 아니라 정형외과, 악안면 외과 수술, 수의학 외과 수술 등 다양한 분야에서 활용도가 매우 높을 것으로 기대하고 있다.

골 결합 촉진물질의 이온주입 기술은 지난 2001년부터 5년 동안 교과부 및 지경부의 지원을 받아 실시한 정 박사팀의 기초연구를 통해 개발됐으며 이후 (주)디오(대표이사 조영환)와 함께 치과용 임플란트에 적용하는 실용화 연구를 진행했다.
재료연구소와 (주)디오는 2년간의 공동 연구를 통해 2008년 파일럿 규모의 장치 및 생산기술 확립에 성공했으며 올해 세계 최초로 생활성 치과용 임플란트 양산화 기술과 시설을 구축, 상용화했다.

이에 따라 재료연구소는 17일 (주)디오에서 조경목 소장과 조영환 (주)디오 대표이사 등 20여명이 참석한 가운데 기술이전 조인식을 갖는다.

조경목 소장은 “오늘날 삶의 질을 향상시키기 위한 노력이 범국가적 차원에서 진행되고 고령화로 인해 생체재료 수요 또한 급증하고 있다”며 “이번 기술 이전은 국가의 복지수준을 한 단계 상승시키는 효과를 거둘 것이며 앞으로 생체재료 분야에서의 다양한 원천소재기술 확보 및 상용화를 위해 더욱 노력할 것”이라고 말했다.

재료연구소는 오는 2025년까지 매출액에 따라 일정 기술료를 받을 예정이다.

□표면 특성 변화만으로 생체와의 골 결합력 향상!

골 결합 촉진물질의 이온주입 기술은 진공아크법 및 ※플라즈마 이온주입법을 하이브리드화한 것으로 골 결합을 촉진하는 물질을 임플란트 표면에 균일하게 주입, ※계면이 존재하지 않는 골 결합 촉진층을 형성시켜 열화 및 박리가 일어나지 않는 생화학 결합층을 형성하는 생화학 결합법이다.

※1 플라즈마 이온주입법 : 이온을 수십 수백 keV로 가속시켜 재료의 표면에 주입시키는 기술로서 모재 자체의 특성을 변화시키지 않고 표면특성만 향상시킬 수 있는 것으로 이온이 코팅되는 것이 아니라 모재 내부로 침투하는 공정으로 모재와의 접착력에 문제가 없고 주입량이나 에너지를 조절하여 최적 원소 분포를 얻기가 용이하다.

※2 계면 : 기체상, 액체상, 고체상 등의 3상 중 인접한 2개의 상 사이의 경계면으로 흡착이나 분자의 배향 등 특유한 현상이 나타난다.

특히 기존 생체용 금속 임플란트 표면 처리 방법은 임플란트 구조상에서 나타나는 계면으로 인해 열화 및 박리가 일어나기 쉽고, 표면의 생체활성도가 낮아 생체와의 골 결합력이 나쁘고 이식 후 치유기간이 길어지는 문제를 안고 있었다.

하지만 골 결합 촉진물질의 이온주입 기술을 적용한 생체용 골 유도성 금속 임
플란트는 생체와의 반응성이 우수한 생활성 물질을 이온화시켜 표면에 주입함으로써 열화 및 박리가 일어나지 않는 생화학 결합층을 형성, 골 결합력이 우수할 뿐 만 아니라 치유 기간도 빠르다.

이 기술은 2007년 대한민국 특허대전에서 은상을 수상하는 등 국내는 물론 세계적으로 처음 상업화에 성공했다.

세계 임플란트 시장규모는 약 3조2000억 원, 국내는 2600억 원으로 매년 빠르게 성장하고 있어 이번 국산 신기술을 적용한 제품의 인지도 상승에 따라 수입품 대체효과는 물론 국가경쟁력 제고에도 큰 기여를 할 것으로 기대된다.