제작 소재를 새롭게 조합해 내구성이 높고 기존보다 더 위생적으로 사용할 수 있는 틀니가 개발됐다.

연세대학교 치과대학 치과생체재료공학교실 권재성(좌), 교정과학교실 최성환(우) 교수와 미국 미시간대학교 케니치 구로다(Kenichi Kuroda) 교수 연구팀은 기존 틀니 등 구강장치 소재인 PMMA에 PMEA 소재를 조합해 노화 속도는 줄고 항균성은 높아진 틀니를 개발했다고 28일 밝혔다.

연구 결과는 의약생체재료 분야 최고 권위 학술지인 바이오머티리얼즈 사이언스(Biomaterials Science, IF 7.590) 최신 호에 게재됐다.

그동안 틀니나 교정기 등 구강 장치는 PMMA(Poly methyl methacrylate) 소재로 만들었다. PMMA 소재 자체는 강도가 우수하고 사람의 몸에 무해해 생체적합성이 높다.

소재가 더러워지지 않는 방오성이 낮아 구강 장치 표면에 박테리아·곰팡이 등이 세균막을 형성해 구강 염증을 일으킨다. 세균막을 물리적으로 긁어 제거하면서 틀니가 마모돼 사용 가능 기간이 줄어들기도 한다. 

연구팀은 PMMA 소재의 장점은 유지하되 균에 취약한 문제점을 보완하기 위한 연구를 진행했다. 이어 음식물 등에도 쉽게 오염되지 않는 PMEA(Poly 2-methoxyethyl acrylate) 소재를 PMMA와 혼합했다. 

우선 분자 밀도가 높아 다른 소재와 잘 섞이지 않는 PMEA의 분자 밀도를 조절해 PMMA 표면에 고르게 분산시켜 혼합 소재를 개발했고 이를 이용해 틀니를 제작했다. 

혼합 소재로 제작한 틀니는 내구성이 우수한 것으로 확인됐다. 부러지거나 손상되지 않고 오래 사용할 수 있는 정도를 측정하는 굽힘 강도, 탄성계수, 비커스 경도는 80MPa(메가파스칼), 2000Mpa, 12kg/mm2 로 기존에 강도가 우수한 것으로 알려진 PMEA 소재로만 만든 틀니의 내구성 수치와 거의 차이가 없었다. 

또한, 틀니에서 세균 번식이 줄어 방오성도 높았다. PMMA 소재로만 제작한 틀니에 비해 구강 염증을 일으키는 단백질 흡착 정도가 50% 줄었고, 세균막 형성 수치가 기존 수치 대비 20% 수준까지 감소했다.

권재성 교수는 “이번 연구를 통해 틀니, 교정기 등을 제작할 때 사용하던 소재인 PMMA에 PMEA를 혼합해 내구성이 우수하고 항균성이 높아진 새로운 소재를 만들었다”며 “혼합 소재를 통해 틀니와 교정기 등을 더욱 오래, 깨끗하게 사용할 수 있어 구강 염증 등의 부작용을 줄일 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 

한편, 이번 연구는 한국연구재단과 범부처 전주기의료기기 연구개발 사업의 지원으로 수행됐다.