해양생물의 접착력을 실제 치료에 응용할 수 있는 나노 접착제 개발이 성공해 주목을 끌고 있다.
서울대학교 치의학대학원 안진수 교수팀과 미국 캘리포이나 대학 산타바바라캠퍼스 국제공동연구팀은 생물 접착 매커니즘을 모사해 치과치료에 응용할 수 있는 캐타콜 프라이머를 개발한 것으로 알려졌다.
지금까지 많은 과학자들이 홍합과 같은 해양 고착생물들이 파도가 심한 바닷물에서 바위에 강하게 붙어 있는 특성을 모방해 강력한 접착제를 만들고자 했으나 만족스런 결과는 내지 못했었다.
그러나 이번에 국제공동연구팀에서는 치과치료에서 실마리를 얻어 ‘캐타콜 프라이머’ 개발에 성공했다. 안진수 교수팀은 “치과의사는 타액이 많고 악조건인 구강에서 치아 수복재료를 붙이기 위해 산(酸)을 이용해 치아표면을 정리하고 접착제가 잘 붙는 표면으로 바꾸기 위해 프라이머로 표면처리를 한 후 접작체를 붙인다”며 “홍합은 족사를 바위에 붙이기 위해 접촉면을 산성상태로 만들어 표면을 준비하고 산화되기 쉬운 접착물질인 캐타콜로 산화를 방지한다”고 설명했다.
이어 안 교수팀은 “미네랄 표면에 두 치아가 물리는 형태로 동시에 두 개의 강력한 수소결합을 가능케 하는 페놀성 화학작용인 ‘캐타골’의 함량이 홍합족사의 접착 표면에 집중된 것에 주목했다”며 “이를 기초로 만든 프라이머는 1나노미터 두께로 표면에 흡착되는 특성을 가지며, 이를 이용하면 현재 치과용으로 사용되고 있는 접착제들의 성능을 열 배 이상, 치과수복재의 내구성을 50%이상 증가시킬 수 있다”고 밝혔다.
또 안 교수팀은 “이 프라이머는 사람의 치아, 뼈 등의 경조직 및 임플란트 표면에도 잘 붙고, 독성시험결과 무독성으로 판명됐으며, 강력하고 터프한 특성이 있다”며 “이는 생체표면처리제는 물론 깨지기 쉬운 치과용 수복재의 내구성을 향상시킬 것”이라고 강조했다.
공동연구를 진행한 캘리포니아대 Kollbe Ahn 교수 역시 “수많은 두 자리 수소결합들이 충격에너지를 소산시키는 분자구조를 세계최조로 무게를 지탱해야 하는 치과용 수복재와 같은 구조용 물질에 응용하는 데 성공 했다”며 “이는 기존에 주로 사용돼 왔던 에너지 소산능력이 없는 공유결합에 의존한 실란 표면처리를 대체할 경우 치‧의과용 및 반도체산업 등 다양한 분야에서 활용이 가능할 것”이라고 기대감을 드러냈다.
이번 연구결과는 재료과학 및 신소재분야 세계 최고권위저널 중 하나인 어드밴스드 머터리얼즈 (Advanced Materials. IF: 19.79)에 게재될 예정이다.
