마그네슘이 풍부한 골광물인 휘틀로카이트(Whitlockite, WH)는 높은 생체흡수성 및 골형성(osteogenic) 특성으로 인해 골 재생에 상당한 잠재력을 제공한다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고, 임플란트 표면에서 WH를 직접 합성하는 데 따른 어려움으로 인해 그 적용이 저해되어 왔다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 골 임플란트에서 WH를 포함하는 코팅을 현장(in situ)에서 형성하기 위한 레이저 보조 전략을 개발하였다. WH 합성의 열역학적 및 동역학적 장벽을 극복하기 위해, WH의 전구체로서 마그네슘 칼슘 인산염(magnesium calcium phosphate, MCP) 중간체를 사용하였으며, 이는 동역학적으로 접근 가능한(magnesium-rich) 마그네슘 풍부 상(phase)이다. MCP 중간체는 마그네슘이 풍부한 용액으로부터 레이저 유도 열수(레이저 유도 수열) 공정을 통해 손쉽게 제조된다. 이후 국소 레이저 조사를 통해 MCP가 WH로 부분적으로 변환되도록 하였다. 다중 스케일 분석 결과, 능면체(rhombohedral) 형태와 뚜렷한 화학적 특징을 보이며 성공적으로 WH가 형성됨이 확인되었다. 설치류 대퇴골 결손(rat femoral defect) 모델에서의 생체 내 시험에서는, WH가 통합된 임플란트가 골-임플란트 통합과 초기 단계의 혈관형성을 유의하게 향상시켰으며, 이는 골형성에 기여하는 칼슘 및 마그네슘 이온이 지속적으로 방출된 데 기인하는 것으로 설명된다. 본 레이저 보조 방법은 재생의학에서 임플란트 표면 개질을 위한 확장 가능하고 효과적인 전략을 제공할 수 있다.

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