▲ 그래피의 PUA 기반 3D프린팅 소프트 덴처 라이너의 조성 설계와 물성 평가 결과 및 구강 적용 가능성(출처: 논문 그래픽 초록)

3D프린팅 의료소재 전문기업 그래피가 틀니 통증을 줄이는 ‘쿠션 소재’를 개발하고 제품 상용화를 본격 추진한다.

그래피(코스닥 318060, 대표 심운섭)는 단국대·연세대 치과대학 연구진과 공동으로 수행한 3D프린팅용 ‘소프트 덴처 라이너(틀니용 쿠션소재)’ 연구 성과가 국제 학술지인 ‘JMBBM’에 게재됐다고 10일 밝혔다. 이번 논문은 그래피 R&D Center 김훈 박사와 단국대학교 박재한 교수가 공동 교신저자로 참여했다.

이번 연구가 게재된 JMBBM(Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials)은 엘스비어(Elsevier)에서 발행하는 생체 재료 및 의공학 분야의 권위 있는 SCIE급 저널이다. 해당 분야 상위권(Q1~Q2)의 영향력을 보유하고 있으며, 인장 강도와 탄성 등 의료 소재의 기계적 성능을 까다롭게 검증하기로 유명해 연구자들 사이에서 신뢰도가 매우 높다.

소프트 덴처 라이너는 딱딱한 틀니와 예민한 잇몸 사이에서 완충 작용을 하여 통증을 줄여주는 소재다. 기존에는 치과 의사나 기공사가 수작업으로 반죽해 제작했기 때문에 기포 발생이나 세균 번식, 소재의 가소제 용출 등 장기 안정성에 한계가 있었다.

▲ 상악용 3D프린팅 의치 이장재 제작 공정

그래피는 이러한 한계를 극복하기 위해 몰드 없이 디지털 설계만으로 즉시 출력 가능한 ‘폴리우레탄-아크릴레이트(PUA)’ 기반 소재를 개발했다. 이 공법을 활용하면 환자의 구강 스캔 데이터를 바탕으로 가장 편안한 두께와 모양의 쿠션을 맞춤형으로 제작할 수 있다.

연구팀은 고분자량 올리고머 비율을 최적화한 ‘GR-C’ 조성을 통해 기존 실리콘 기반 상용 제품과 대등한 수준의 기계적 성능을 확보했다. 실험 결과, 개발된 소재는 실제 구강 점막의 탄성 범위(0.4~4.4 MPa)에 부합하는 저장탄성률을 나타냈으며, 30일이 지난 후에도 부드러운 상태를 유지했다. 또한 세포 독성 시험을 통해 인체 안전성을 확인하고, 정밀한 출력 성능(RMS 편차 0.619 mm)까지 검증을 마쳤다.

공동 교신저자인 그래피 R&D 센터 김훈 박사는 “이번 연구는 소프트 덴처 라이너를 디지털 방식으로 설계하고 제작할 수 있음을 학술적으로 완벽히 입증한 결과”라며, “향후 덴처 베이스와의 접착력 강화 및 장기 구강 환경 안정성 평가를 거쳐 실질적인 제품화를 추진할 계획”이라고 밝혔다.

한편 이번 연구는 한국연구재단(NRF) 과제의 지원을 받아 수행됐으며, 그래피는 이번 성과를 통해 글로벌 디지털 덴처 시장의 소재 표준화를 주도해 나갈 방침이다.