▲ 덴탈 소재분야 SCI 저널인 Dental Materials에 그래피의 ‘TC-80DP’ 연구 결과가 게재됐다.

세계 최초로 치과 분야에서 투명한 교정장치를 3D프린팅으로 제작할 수 있는 광경화수지 ‘다이렉트 얼라이너’를 개발한 ㈜그래피가 최종 보철물 제작용 소재의 우수한 물성과 안정성을 논문을 통해 객관적으로 입증했다.

교신 저자로서 연세대 치과대학 보철과학교실 김지환 교수가 연구를 주관하고 연세대 치과대학 보철과학교실 강유정 연구조교수와 서울대 김훈 박사가 공동 1저자로 참여한 논문(‘Effect of airborne particle abrasion treatment of two types of 3D-printing resin materials for permanent restoration materials on flexural strength’)이 덴탈 소재분야 SCI 저널인 Dental Materials(IF: 5.687, 2022, Clarivate Analytics, 2022)에 5월18일 게재됐다. Dental Materials는 덴탈 소재 분야 저널 중 세계 최고 수준의 저널이다.

이번 논문은 그래피(대표 심운섭)가 개발한 세계 최고 수준인 220Mpa 이상의 굴곡강도를 갖고 있으며 Single Crown부터 Full Mouth Bridge까지 최종 보철물을 3D프린팅으로 제작할 수 있는 광경화수지 ‘TC-80DP’와 현재 시중에 가장 많이 유통되고 있는 미국 회사의 덴탈 3D프린팅용 광경화수지를 가지고 열충격 에이징 및 실리카 표면 처리에 따른 기계적 강도를 비교·연구한 결과다.

3D프린팅은 환자 맞춤형 제품 제작이 가능하고 제작 공정을 줄일 수 있는 장점이 있어 덴탈 분야에서 가장 활발하게 활용되고 있다. 인체와 직접 연관되기 때문에 기술적 난이도도 높다.

그래피가 개발한 TC-80DP는 FDA Class 2, KFDA 2등급과 CE Class Ⅱa를 획득하며 안전성과 물성을 인정받은 소재다. 이번 논문은 ‘TC-80DP’의 기계적 물성과 소재 안정성이 세계적으로 어느 정도 수준인지 객관적인 데이터를 확보하기 위해 진행됐다.

연구 결과 그래피의 TC-80DP는 열순환 가속노화 실험 이전 굴곡강도 이후에도 145MPa 수준의 강도를 나타냈다. 또한 표면처리 및 가속노화 이후에도 120MPa 이상을 유지한 것으로 나타났다.

이에 반해 비교 대상 광경화수지는 3D프린팅 출력 직후 134MPa 수준의 굴곡 강도를 보였으나 표면처리 및 가속노화 이후 70MPa로 급격하게 감소하는 결과를 보였다.

서울대 김훈 박사는 “이번 연구를 통해 국내 업체인 그래피의 소재가 구강내 장기 신뢰성을 가지고 있음을 확인한 것과 함께, 덴탈 3D프린팅용 광경화수지의 접착력과 안정성을 증가시킬 수 있는 표면처리의 적용 자유도에 있어서도 TC-80DP가 월등하다는 결과를 얻었다”며 “인류의 편익을 증진시킬 수 있는 3D프린팅 제품이 확대될 수 있도록 고기능 소재 개발을 위한 연구개발에 노력을 다하겠다”고 밝혔다.

▲ (左부터) 논문 교신저자 연세대학교 김지환 교수, 논문 공동 1저자 연세대학교 강유정 연구조교수, 서울대 김훈 박사

▲ 그래피의 ‘TC-80DP’ 소재로 제작한 최종 보철물

한편 그래피는 치과 교정에서 사용이 확대되고 있는 투명 교정장치를 3D프린팅으로 직접 제작할 수 있는 광경화수지 ‘다이렉트 얼라이너’(TC-85DAC)를 세계 최초로 개발하고 상용화한 기업이다. 이 소재는 기존 강화플라스틱 필름보다 강도와 탄성이 높으면서 힘이 필요한 부분에 따라 두께조절이 가능하고 환자 치아에 꼭 맞는 투명교정장치 제작이 가능하다. 또한 사용 후 변형되더라도 뜨거운 물을 부으면 형상기억효과 기능으로 복원이 되기 때문에 사용자의 편의성이 증대됐다.

그래피는 이처럼 혁신적인 다이렉트 얼라이너가 환자 치아교정에 미치는 영향을 객관적으로 입증하기 위해 국내외 교수들과 임상실험을 진행했고 지금까지 4,000개의 임상데이터를 확보했다.

다이렉트 얼라이너는 지난 2021년 12월 산업통상자원부로부터 신제품(NEP) 인증서를 받았으며 2022년 산업통상자원부로부터 차세대 세계일류상품으로 선정되기도 했다. NEP는 신기술 또는 우수한 기술을 적용해 상용화가 완료된 신제품을 평가해 정부가 인증하고, 판로확대를 지원하는 제도이며 차세대 세계일류상품은 정부로부터 성장성을 인정받아 육성대상으로 지정된 제품 또는 서비스 상품에 수여되는 선정 제도이다.