Non-resorbable biocellulose membrane with biological safety and functionality

Abstract

생활수준 향상에 따른 임플란트 (Implant)시술 환자의 증가로, 구강 내 매식 재료 개발에 대한 수요가 급격히 증가하고 있는 실정이다. 임플란트 시술 시 구강 내 소실된 골의 재생 및 시술 방법으로는 주로 골 이식재 (Bone grafting materials)와 차단막 (Barrier membrane)을 이용한 골유도재생술 (Guided Bone Regeneration, GBR)이 시행되고 있다. 골유도재생술은 임플란트 식립이 요구되는 골 결손 부위에 골 이식재를 식립한 후 차단막을 덮어 뼈가 자라도록 유도해 주는 시술로써 임플란트 이식 성공률을 결정하게 된다. 따라서, 임플란트 시술 시 필수적으로 요구되는 매식재료 중 하나인 차단막은 골 결손부위에 이식된 골 이식재의 이동을 억제하고 불필요한 연조직 세포의 증식은 배제하며 골 재생에 필요한 세포를 선택적으로 접근시킴으로써 골 결손부위의 골 재생과 골 침착을 돕는 지지체 역할을 한다.

치과의료용 차단막은 분해되는 특성에 따라 흡수성과 비흡수성 차단막으로 구분되어진다. 흡수성 차단막은 골 결손부위에 이식 후 자연적으로 구강 내에서 생분해됨으로써 차단막 제거를 위한 2차적 수술이 필요 없다는 점과 조작이 비교적 용이하다는 장점을 가지고 있는 반면, 비흡수성 차단막에 비하여 견고성이 낮아 공간 유지력이 저하되거나 결손부의 외형이 좋지 않고 골 이식재 등의 도움이 없다면 조직 재생의 양이 제한될 수 있다는 한계점을 가지고 있다. 또한 구강 내 이식 후 빠른 생분해는 완전한 골 회복이 어려울 가능성이 존재하고 중간 부산물이 국소적인 조직반응을 일으킬 수 있다는 한계점을 지닌다. 한편 비흡수성 차단막은 흡수가 되지 않음으로써 충분한 조직 재생을 유도하지만 차단막을 제거하는 2차 수술이 필요하다는 단점을 지닌다. 비흡수성 차단막은 골 회복까지 완벽히 제 기능을 수행하여 임상적 예후가 좋다는 측면으로 인해 임상에서 선호하는 차단막 종류이다. 그러나 비흡수성 차단막은 합성공정이 매우 복잡한 고가의 고어텍스 제품소재로, 임플란트 이식이 필요한 환자에게 치과치료비용 상승 원인으로 작용한다는 한계점을 지닌다.

따라서 본 연구에서는 비흡수성 차단막으로써 사용되고 있는 고가의 고어텍스 소재의 치과의료용 차단막을 대체하기 위하여 우수한 생체적합성, 조직접합성, 세포차단능, 공간유지능, 우수한 영양분 전달능, 다공성 및 임상적 조작 용이성 등과 더불어 제조공정 단순화 및 대량생산이 가능한 천연소재 기반 경제적인 치과의료용 차단막을 개발하고자 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 단순한 공정과정으로 경제적 대량생산이 용이하고, 나노 섬유로 구성된 3차원적 망상 구조를 형성함으로써 다공성을 확보하고, 치과의료용 매식재료로써 우수한 물리 · 화학적 특성 및 생물학적 안전성을 지녀 식품, 화장품 및 의약품 산업의 신소재로 각광받고 있는 미생물 바이오셀룰로오스 (Microbial cellulose)를 기반으로 치과의료용 비흡수성 차단막 제조 기술을 개발하였다. 또한 개발된 미생물 바이오셀룰로오스 기반 치과의료용 비흡수성 차단막을 한국식품의약품 안전처 (Ministry of Food and Drug Safety)와 한국식품의약품 안전평가원 (National Institute of Food and Drug Safety Evaluation)에서 제공한 의료기기 평가가이드라인에 따라 치과의료용 매식재료로써 요구되는 생물학적 안전성, 골 유도능 및 물리 · 화학적 특성분석을 시행하였고, 본 연구를 통하여 바이오셀룰로오스 합성균주인 Gluconacetobacter xylinus로부터 합성된 바이오셀룰로오스를 기반으로 제조된 치과의료용 바이셀룰로오스차단막은 치과의료용 차단막으로써 요구되는 우수한 생체적합성, 조직접합성, 외부세포차단능, 영양분의 전달력 및 장기간 공간확보능과 임상적 조작 용이성 등을 확보하고 있음을 확인하였다. 또한 미생물로부터 간단한 공정과정을 통한 경제적인 대량생산 가능성을 제시함에 따라 향후 치과의료용 비흡수성 차단막으로써 구강 내 임플란트 이식이 요구되는 환자들의 치과치료 비용을 완화시킬 수 있는 경제적인 구강 내 매식재료로써 활용이 가능하리라 사료된다.