치과대학 권일근 교수, 미래부 대형과제 선정…최대 5년간 50억 원 지원
바이오소재 실용화 연구 통해 자가세포로 치아조직 재생한다

초고령화 사회로 접어들면서 치과 질환 환자 수가 증가하고 있다. 이에 물리적·기계적 기능 보완을 넘어서는 새로운 치료법이 요구되고 있다.

치과대학 권일근 교수가 최근 미래창조과학부 바이오의료기술개발사업 ‘치아조직 재생기술 개발’ 연구과제에 선정됐다. 임플란트를 대체할 수 있는 관련 연구 선정으로 학계 안팎에서 주목받고 있다. 권일근 교수 연구팀은 향후 5년간 50억 원 규모의 연구비를 지원 받는다.

권일근 교수 연구팀은 바이오소재와 3D 프린팅을 활용해 자가세포로 치아조직을 재생시키는 기술을 실용화활 계획이다. 그간 사람에게 적용 불가능했던 초기단계 바이오치아를 환자 본인의 세포를 사용해 가능하게 만드는 연구다.

바이오치아 원천기술 확보, 치아조직재생용 바이오융합소재 개발 목표
권일근 교수 연구팀은 임플란트를 대체할 수 있는 치료법 개발을 위해 하이드로젤(기본 성분으로 물이 들어 있는 젤리 모양 물질) 기반의 바이오융합 소재와 3D 프린팅 기술을 활용할 예정이다. 이에 따라 개인 맞춤형 소재 실용화가 기대된다.

현재 임플란트 치료 가능 여부는 해당 부위 뼈의 양과 질 상태에 크게 좌우된다. 연구팀은 해당 부위 상태와 상관없이 적용 가능한, 바이오치아 원천기술을 확보하려한다. 배아의 치배(齒胚)를 사용하지 않고, 환자 세포의 역분화줄기세포(IPSC, Induced Pluripotent Stem Cell)를 이용해 인공치배를 만들 계획이다.

역분화줄기세포는 피부, 뼈 등 다 자란 체세포에 특정 단백질을 주입해 줄기세포의 성질을 갖도록 유도한 세포를 말한다. 이렇게 증식된 치아상피세포(치아 내벽 바깥쪽을 둘러싸고 있는 세포)와 치주간엽세포(치주의 분화되지 않은 세포)를 통해 치아의 크기와 형태를 조절하는 것이 목표다.

이번 연구 성과는 치과뿐 아니라 정형외과 분야에도 적용할 수 있다. 권일근 교수는 “치과치료에 사용하는 하이드로젤 복합체는 골다공증 치료에도 활용 가능하다”고 밝혔다.

실용화기술 및 원천기술 개발, 식품의약품안전처 승인의 두 단계로 진행
연구는 1단계(1~3년), 2단계(4~5년)로 나눠 진행한다. 1단계는 치아 및 주위 조직 동반재생용 바이오소재 실용화기술 및 바이오치아 생성 원천기술 개발에 집중한다. 2단계는 치아조직 재생용 시제품 제작·검증 및 식품의약품안전처(KFDA) 승인용 시험평가서 확보가 목표다.

권일근 교수는 이번 연구에 대해 “발생학적으로 정상치아를 만들 수 있는 원천기술의 개발에 중점을 뒀다”며, “바이오치아를 활용한 치아 재생을 통해 환자의 삶의 질 향상에 많은 도움이 될 것으로 기대된다”고 전했다.

이번 연구과제 선정에는 권 교수의 선행연구 업적이 영향을 미쳤다. 다양한 제형(파우더, 젤형, 나노입자 등)의 바이오소재와 3D 프린팅, 지지체 제조와 같은 공학 기술, 그리고 줄기세포와의 접목을 제안한 것이 주효했다.

이번 연구는 권일근 교수의 주관으로 연세대학교 치과대학 김은정 교수 연구팀, 오스템임플란트(주)가 함께 진행한다.