플라크(치태)를 제거하러 치과에 가는 건 대부분 꺼리는 일이다. 치아와 잇몸의 건강 유지엔 필요하지만, 치과 공구로 플라크를 긁어내는 과정이 유쾌할 리 없다.
그런데 이런 불편과 심적 부담이 없이 치아의 플라크를 쉽게 제거하는 기술이 개발됐다. 로봇처럼 작동하는 초미세 나노 입자를 플라크 제거에 이용하는 획기적인 기술이다.
25일(현지시간) 온라인(www.eurekalert.org)에 배포된 보도자료에 따르면 이 기술은 미국 펜실베이니아대 치의학대의 현 미셸 구 교수와 공학·응용과학대의 에드워드 스티거 교수가 이끄는 과학자들이 공동개발했다. 연구 보고서는 학술지 `사이언스 로보틱스(Science Robotics)`에 실렸다.
구 교수팀은 앞서 생물막(Biofilms) 분해 방법을 연구하다가, 산화철 성분을 함유한 나노 입자로 과산화수소를 활성화해 활성산소(유리기; free radicals)를 생성하면 박테리아를 골라서 살균하고, 생물막도 파괴할 수 있다는 걸 알아냈다.
생물막은, 액체에 잠긴 고체 표면에 미생물이 분비된 고분자물 복합체 등이 달라붙어 형성된 막인데, 치석에 생물막이 생기면 충치나 치주염을 유발한다.
그러다가 비슷한 산화철 나노 입자를 활용하는 마이크로로봇 기술을 연구하던 스티거 교수팀과 손을 잡게 됐다. 이 연구팀은 자기장을 이용해 마이크로로봇의 움직임을 원격 제어하는 기술을 갖고 있었다.
두 연구팀이 공동 개발한 게 바로 줄여서 `CARs`로 불리는 `항균 촉매 로봇(catalytic antimicrobial robots)` 이다.
CARs는 생물막 제거 방식과 기반 기술에 따라 두 가지 타입으로 나뉜다.
첫째 방식은, 용액 안에 산화철 나노 입자를 고정한 뒤 자성 유도로 마치 쟁기질을 하듯 고체 표면의 생물막을 제거한다. 둘째 방식은, 입체적인 젤 거푸집에 나노 입자를 투입해 막힌 관의 생물막을 파쇄하는 것이다.
두 타입 모두 살균 능력은 뛰어나다. 치아 표면은 물론이고 닿기 어려운 치아 근관 사이의 좁은 틈에 생긴 생물막도 문제없이 제거한다.
구 교수는 "이 마이크로로봇은 충분히 수집한 정보를 바탕으로 작동하는 자동시스템과 같다"면서 "현미경 카메라로 촬영한 생물막 영상을 보고 로봇이 움직이게 제어할 수 있다"고 말했다.
이 기술은 치과 분야 외에도 각종 용수관이나 의료용 도관(카테터) 등에 널리 활용될 것으로 연구팀은 기대한다.
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