기존 표면처리기술 연구는 어떠한 생체활성 물질이 티타늄의 빠른 골유착에 더 도움이 되는가에 초첨이 맞춰져 왔다. 또한 티타늄 표면에 생체활성 물질을 코팅할 경우 나타나는 박리현상 등을 어떻게 극복할 것이냐도 하나의 과제였다.
즉, 생체 내에서 열화 및 박리가 일어나지 않고, 생화학 결합으로 인해 생채재료와 생체와의 골결합력이 우수하며, 치유기간이 빨라지는 효과를 가진 새로운 표면처리기술이 필요로 햇던 것이다.
그리고 디오가 지난달 SIDEX 2011에서 독창적 기술을 적용한 ‘생활성 임플란트 UF'를 출시함으로써, 표면처리기술에 새로운 지평을 연 것으로 평가된다.
디오 UF에 적용된 새로운 표면처리기술은, 간단히 박리현상 등을 유발할 수밖에 없는 코팅 방식을 배제하고, 생체와의 반응성이 우수한 금속 물질을 이온화시킨 다음, 이 이온을 수십-수백 kev로 가속시켜 임플란트 포면에 3차원적으로 주입시킨 것이다.
즉, 표면에 코팅한 것이 아니라, 아예 표면에 박아넣은 것이니, 박리 등의 현상이 발생할 이유가 없는 것이다.
새로운 표면처리기술-Ion Implantation
디오의 새로운 표면처리기술인 Ion Implantation은 2001년 국책 연구기간인 한국기계연구원 재료연구소 정용소, 변응선 박사팀의 연구를 시작으로 2006년부터 디오와의 공동개발을 통해 2007년 국내 특허를 획득한 기술이다.
Ion implantation기술을 개발한 한국기계연구원 재료연구소 정용수 박사는 “이온이 코팅되는 것이 아니라 모재 내부로 침투하는 공정이므로 모재와의 접착력에 문제가 없으며, 주입량이나 에너지를 조절해 최적 원소 분포를 얻기가 용이하다”면서 “3차원 주입방법이므로 복잡한 형상에도 균일하게 생체활성을 부여할 수 있는 등의 많은 장점을 가지고 있어, 종래기술의 문제점을 모두 해결한 창의적인 표면기술”이라고 특징을 설명했다.
또한 정 박사는 “덴탈 임플란트에 주입기술이 적용되기는 처음이며, 메탈이온을 3차원 주입하는 것은 최초”라며 “마그네슘 이온 주입량은 에너지에 따라 컨트럴이 가능하기 때문에 인터베이스가 없다”고 설명했다.
‘마그네슘 이온’을 선택한 것과 관련 정 박사는 “Mg은 우리 몸을 구성하고 있는 원소 중의 하나로 몸속의 Mg은 50%가 칼슘과 함께 뼈속에 들어 있다”면서 “뼈 속에서 골격을 견고하게 하고 골다공증을 방지하며 나머지 49%의 Mg은 세포 내에서 생화학 반응 과정에 촉매로 작용한다”고 설명했다.
최초 플라즈마 이온주입기술 적용
이온주입기술과 관련 정 박사는 “진공아크법 및 플라즈마 이온주입법을 하이브리드화 한 것”이라며 “골결합력을 촉진하는 순도 99.99%의 순수 마그네슘 금속에 높은 에너지를 인가해 RBM표면처리된 임플란트 주위에 마그네슘 플라즈마를 형성시킨다”고 설명했다.
디오의 ‘플라즈마 이온주입기술을 이용한 새로운 표면처리기술인 Ion Implantation'은 2010년 8월 ’세계 Clinical Oral Implants Research‘ 저널에 논문이 게재됐으며, 11월 제40회 한국정밀산업기술대회’에서 재료화학부분 지식경제부 장관상을 수상한 것으로 알려졌다.
다양한 환경에도 안정적 시술 가능한 디자인
디오 관계자에 따르면, 생활성 임플란트 UF는 다양한 환경에도 안정적인 시술과 초기 고정력 확보가 가능하며 기존 Straight type과 tapered type의 장점을 최적화해 디자인된 시스템이다.
주요 디자인 컨셉은 Micro Thread가 없고 골질에 따른 시술편의성이 우수하고 보철물의 다양한 호환성이 가능하다는 이점이 있고, Taper 11도 Hex connection으로 기존 디오 steady 시스템의 호환성은 물론, 대다수의 임플란트와 호환성을 가진다. 거기다 Platform을 Thread 보다 작게 만들고 경사를 주어 Platform switching 기능을 더했다.
또한 Straight body에 taper thread를 적용해 임플란트 상부에 가해지는 응력을 효과적으로 분산시키는 Upper Thread와 나사선의 깊이는 위쪽으로 갈수록 낮아지게 되어 Cortical Bone에서 혈액공급이 원활하며 빈 공간이 적어 신생골이 생성되는 시간을 단축할 수 있도록 했다.
Body 디자인은 body부의 길이를 통해 임플란트의 길이 변화가 이뤄지며, 길이가 긴 임플란트에서는 Straight type과 같이 시술이 급격한 토크변화를 일으키지 않고 안정적으로 식립이 가능하다.
아울러 시술에 편리한 Surgical dill을 사용해 Count boring 기능을 추가했는데, 이는 bone이 평탄하지 않거나 bone 하부로 식립하고자 할 때 편리하게 시술이 가능하며 3날 cutting edge로 초기 진입 시 안정적인 drilling 가능하여 시술 시 다양한 환경에서도 안정적이고 원하는 초기고정력 확보할 수 있다.
한편, 디오 관계자는 “현재 디오은 기존의 RBM. Brushite 처리된 BioTite 등 국내 최고수준의 표면처리 기술력을 가지고 있고, 이번 생활성 임플란트 UF 출시를 통해 임플란트 표면에 원천기술까지 확보하게 됐다”면서 “이로써 원장님의 안정적이고 완벽한 시술에 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다”고 말했다.
