[성공사례][한국참여] 임플란트 성공을 개선하는 뼈 회복 모니터링

임플란트는 정형외과, 상악 및 구강 수술 등에 널리 사용되며 주로 금속 합금으로 제작됨
이식 방법은 일반적으로 뼈에 구멍을 뚫은 후 임플란트를 내부로 밀어넣어 초기에는 응력(압력)을 통해 고정하는 방식이며, 임플란트 이식이 성공하려면 뼈가 임플란트 주변에서 치유되어 제자리에 고정되어야 함
주변의 뼈가 제대로 치유되지 않으면 많은 경우 신체에서 거부반응이 생길 수 있음
CNRS의 연구 책임자이자 BoneImplant 프로젝트의 코디네이터인 Guillaume Haiat는 “모든 것이 순조롭게 진행된다면 임플란트는 아주 오랜 시간 동안, 어쩌면 영원히 제자리에 유지될 수 있다. 그렇지 않은 경우에는일종의 악순환이 생기게 된다”고 설명함
즉, 경계면이 단단하지 않아 치유가 잘되지 않으면 뼈와 임플란트 사이에 미세한 움직임이 생기고, 이 움직임은 치유를 방해하여 결국 임플란트를 실패하게 만듦

먼저, 연구팀은 다양한 컴퓨터 모델링 기술을 사용하여 복잡한 임플란트 시뮬레이션을 생성함
여기에는 ‘리모델링 현상’으로 알려진 뼈 치유 과정에 중요한 역할을 하는 뼈에 있는 ‘나노 크기의 빈공간(nanoscopic cavities)’의 유체역학을 분석하는 것이 포함됨
“이 리모델링 현상의 정확한 메커니즘은 잘 이해되지 않고 있으나, 우리는 이것이 이러한 빈공간으로의 유체 흐름과 관련이 있다는 것은 알고 있다. 왜냐하면 이것이 세포가 임플란트의 스트레스에 반응하고 느끼는 방식이기 때문이다”라고 Haiat는 설명함
다음으로, 연구팀은 임플란트를 직접 모니터링할 수 있도록 특별히 고안된 동전 모양의 새로운 유형의 임플란트를 사용하는 등의 실험 수술을 수행함
“수술 시 무슨 일이 일어나는지 정확히 이해하고 비교적 간단한 방식으로 측정을 수행하기 위해서는 표준화된 상황(환경)이 필요하다”고 Haiat는 강조함
마지막으로, 프로젝트는 새로 설치된 임플란트에서 데이터를 정량화하고 추출하기 위해 다중 양식 실험 측정 기술을 개발함
여기에는 중성자 미세단층촬영, 라만 분광법이 포함되며, 이에 더하여BoneImplant 프로젝트는 최초로 뼈 임플라트 인터페이스를 보기 위해 초음파를 사용함

BoneImplant는 한국과 프랑스를 포함한 많은 국가의 연구원들과 협력한 국제 프로젝트로, ERC는 Haiat 연구실에 한국인 포닥연구원을 고용하는 데 도움을 주었으며, 이는 프랑스와 한국 정부가 공동으로 자금을 지원하는 추가 연구 프로젝트로 이어짐
EU의 지원과 프로젝트의 성공 이후, Haiat는 BoneImplant 프로젝트를 발전시키기 위해 50명 이상의 과학자가 일하는 프랑스-캐나다 연구랩을 이끌고 있음