초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 임플란트용 금속과 초기부착특성이 강한 생체활성과 생분해능을 갖는 고분자를 금속에 직‧간접코팅하는 것을 핵심으로 하고 있다. 골전도성과 골유착 특성을 향상시키기 위해 생체활성을 갖는 고분자와 하이드록시아파타이트 전구체의 혼합용액으로부터 전기화학적 펄스 증착법을 이용하여 3차원망상구조를 제작 후 생체유사용액에 침지시켜 다공성 골유사 아파타이트가 코팅된 박막을 제작하였다. 또한 골형성 촉진 단백질을 혼합용액에 공침하여 최적의 코팅박막을 개발하고 생리활성 및 적합성 평가를 통해 초 골유착능을 가진 임플란트 표면

□ 연구개요
본 연구는 임플란트용 금속과 초기부착특성이 강한 생체활성과 생분해능을 갖는 고분자를 금속에 직‧간접코팅하는 것을 핵심으로 하고 있다. 골전도성과 골유착 특성을 향상시키기 위해 생체활성을 갖는 고분자와 하이드록시아파타이트 전구체의 혼합용액으로부터 전기화학적 펄스 증착법을 이용하여 3차원망상구조를 제작 후 생체유사용액에 침지시켜 다공성 골유사 아파타이트가 코팅된 박막을 제작하였다. 또한 골형성 촉진 단백질을 혼합용액에 공침하여 최적의 코팅박막을 개발하고 생리활성 및 적합성 평가를 통해 초 골유착능을 가진 임플란트 표면 코팅기술이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
◦ 제 1차년도
: 생체유사용액(m-SBF) 담지에 의한 키토산(CH)/골유사아파타이트(BA) 박막의 제조
- 1% 키토산 용액을 제조하여 5000rpm에서 2번 코팅시 생체유사용엑에 담지하였을 때 350 nm 의 균일한 입자가 형성됨
- APT 분석결과 칼슘과 마그네슘은 입자 내에 중아에 위치하고 인(P)의 경우 입자내 고른 분포를 보임을 알 수 있음
- 키토산이 스핀 코팅된 기판을 유사생체용액에서 3일간 침지시켜 비정질 인산칼슘 입자를 얻고 80도 2시간 알칼리 용액에 담지 쉽게 하이드록시아파타이트를 전환이 가능함.

◦ 제 2차년도
: 전기화학적 펄스증착법에 의해 다공성이 제어된 키토산/골유사 아파타이트 박막 제조
- 펄스볼타메트법을 이용하여 –4V에서 1분 증착, 1분 휴지과정을 5~20 사이클 조정하여 박막의 두께를 1사이클 당 5nm 두께를 제어할 수 있음
- 전해질 전구체 대비 키토산 함량을 5중량%~15중량%까지 변화시켰을 때 DCPD 결정의 망상구조 보임
- 키토산이 코팅된 박막에 인산칼슘의 형성은 기판쪽에 초기에 밀집된 형태로 결합되다가 시간이 경과될수록 구형의 입자 형태의 형성 기전을 보임
- 키토산 코팅 후 3일간 담지하여 형성된 인산칼슘은 골아세포 MG-63 세포에서 비교군(cp-Ti)에 비해 초기 부착은 좋지 않으나 3시간과 1일 후 비교군과 유사한 세포 부착 형상을 보임

◦ 제 3차년도
: 전기화학적 펄스증착법에 의해 골유착성 향상을 위한 키토산/골형성 단백질/골유사 아파타이트 코팅 박막 제조
- 키토산과 BSA 함량비가 1 : 2인 경우 입자간 응집이 적고 부식저항성이 큼
- 펄스암페로메트리법에 의해 –5 mA/cm², 10 cycle에서 형성된 입자는 모드 DCPD의 결정 구조를 보이며 골형성 단백질의 추가에 따른 세포 부착이 잘 이루어짐
- 유사생체용액에 3일간 담지하여 샘플이 7일간 담지한 샘플에 비해 골아세포의 부착과 세포 생존율과 증식률이 큰 것을 확인 할 수 있음

□ 연구개발결과의 중요성
◦ 전기화학적 증착법으로 티타늄 임플란트 표면 처리 기술은 임플란트의 모양에 무관하게 쉽게 적용이 가능하고 고가의 설비가 필요하지 않음
◦ 치과 및 정형외과에서 성공적으로 사용할 수 있는 생체적합성 재료 확보
◦ 임플란트에 생물학적 특성을 부여하고자 할때 임플란트 금속과 골유사아파타이트 사이 고분자는 결착특성이 매우 우수하여 임플란트 식립시 발생할 수 있는 표면 처리물질의 탈리를 방지할 수 있음
◦ 임플란트 표면처리 업체와의 기술이전과 개발을 수행할 수 있을 것으로 기대
◦ 골성장인자들을 골유사형 아파타이트에 공침시킬 수 있어 향후 특정 유기물을 함유한 임플란트 개발에 쉽게 적용 가능
◦ 전기화학적 증착 기술은 티타늄 임플란트 뿐만 아니라 생체고분자와 복합 생체 재료를 적용 할 경우 생체재료의 골전도성 증진에 활용 가능

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• (1) 1차년도 (2017년) ... 5
• (2) 2차년도 (2018년) ... 7
• (3) 3차년도 (2019년) ... 9
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 18
• 끝페이지 ... 26