[녹색경제신문 = 이지웅 기자] 홍승범 카이스트 신소재공학과 교수팀이 변혜령 화학과 교수팀과 서울대 치의학대학원 소아치과학교실 및 구강 생물학교실과 협업해, 은다이아민플루오라이드(SDF)가 치아 표면에 불소 함유 방어막을 형성시켜 콜라의 부식 작용을 효과적으로 막는 메커니즘을 나노기술로 규명했다.

연구팀은 치아 에나멜의 표면 형상과 기계적 특성을 원자간력 현미경(AFM)을 활용해 나노 단위에서 분석했다. SDF 처리로 형성된 나노피막의 화학적 특성 분석에는 ‘엑스선 광전자 분광법’(XPS)과 ‘푸리에 변환 적외선 분광법’(FTIR)을 활용했다. 

그 결과, 콜라에 노출된 치아가 SDF 처리 여부에 따라 표면 조도 및 탄성계수 변화에 큰 차이를 보였다. 특히 SDF를 도포한 치아는 부식으로 인한 표면 거칠기 변화가 최소화되고(64 nm에서 70 nm), 탄성계수도 높은 수준(215 GPa에서 205 GPa)을 유지한 것을 발견했다.

이는 SDF가 플루오로아파타이트(fluoroapatite) 피막을 형성하고, 이 피막이 보호층 역할을 했기 때문이다. 플로오로아파타이트는 칼슘 플루오로인산염)의 화학식을 가진 인산염 무기물로, 치아와 뼈의 구조를 강화하는 데 중요한 역할을 한다. 

김영재 서울대 소아치과 교수는 “이 기술은 어린이와 성인의 치아 부식 예방 및 치아 강화에 활용될 수 있으며 비용 효율적이고 접근 가능한 치과 치료법”이라 설명했다.  

홍승범 교수는 “이번 연구는 치과 영역에서 초기 치아 부식을 예방하기 위한 효과적인 방안을 제시함과 동시에 기존의 외과적 치료가 아닌 SDF의 간단한 도포만으로 치아 부식을 예방하고 강화할 수 있어 통증과 비용을 크게 줄일 수 있다”고 밝혔다. 

신소재공학과 아디티 사하(Aditi Saha) 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘바이오머티리얼즈 리서치(Biomaterials Research)'에 11월 7일 자 출판됐다.