특허 개요
본 특허는 맞춤형 치과 보철물을 3D 프린팅으로 제작할 때 사용하는 항균·방오 기능성 치과 레진 조성물입니다. 단백질 흡착과 세균 부착을 저해하는 MPC를 HEMA에 먼저 용해한 뒤, 강도 보강용 UDMA, 점도 조절용 TEGDMA 및 광개시제 TPO를 혼합하는 방식입니다. UDMA:TEGDMA:HEMA를 5:1.9～2.1:2.9～3.1 중량비로 구성하고 MPC와 TPO의 함량 범위를 설정해 광경화 기반 3D 프린팅의 흐름성, 경화 후 굴곡강도, 표면 항균·방오 기능을 함께 확보하도록 설계했습니다.
- 핵심 기능
HEMA에 MPC를 균일하게 용해한 후 UDMA·TEGDMA·TPO를 혼합해 광경화 가능한 레진을 제조하고, 적층 광경화 방식으로 치과용 형상을 출력합니다. 경화 후 UDMA가 굴곡강도에 기여하고, MPC의 포스포릴콜린 작용기가 표면 친수성을 높여 단백질 흡착과 세균 부착을 저해합니다.
- 차별 강점
기존 DLP용 치과 레진은 출력 흐름성과 기계적 강도를 확보하더라도 구강 내 바이오필름 형성 문제를 남길 수 있었습니다. 본 특허는 MPC를 HEMA에 선용해해 헤이즈와 미용해 분산 문제를 줄이고, 특정 모노머 조성 및 MPC·TPO 함량 조합으로 프린팅성·강도·항균·방오 기능을 동시에 고려한 점이 차별점입니다.
- 활용 범위
기술·연구 측면에서는 DLP 등 광경화 3D 프린팅, 치과용 크라운·베니어 폴리머, 바이오필름 저감형 임플란트 주변 소재, 기능성 광경화 레진 개발에 활용 가능하며, 맞춤형 보철물의 소재 설계에 적용할 수 있습니다. 사업 측면에서는 디지털 치과 보철 제작, 치과용 3D 프린팅 레진, 맞춤형 의료기기 소재, 항균·방오 표면 기능을 갖는 광경화 소재 제품군으로 확장할 수 있습니다.
연구 개발 단계
MPC 0, 1, 3, 5, 7wt%를 포함한 UDMA:TEGDMA:HEMA 기반 레진을 광경화 3D 프린팅하고, 점도·광경화 거동·굴곡강도·접촉각·세균 배양 및 단백질 흡착을 평가했습니다. 실제 구강 환경에서의 장기 내구성, 반복 하중·마모, 생체적합성, 다양한 구강 미생물 및 임상 수준의 검증은 제시되지 않았습니다.
- 레진 시료: MPC 0, 1, 3, 5, 7wt%를 포함한 UDMA:TEGDMA:HEMA=5:2:3 조성물
- 비교 조성물: MPC 무첨가 조성물 및 Bis-GMA 기반 조성물
- 출력·평가 조건: FullHD Lux201, 적층두께 50μm, 광량 9.25 mW/cm², 층별 5초 경화 및 후경화 5분
- 항균 평가: E. coli 및 S. aureus를 24시간 배양한 후 CFU 측정
현재 성과
MPC 함량 증가에 따라 E. coli와 S. aureus의 정균 감소율이 증가했습니다. MPC의 단백질 흡착 및 세균 부착 저해 기능을 통해 치과 레진 표면의 바이오필름 형성 위험을 낮추는 데 기여할 수 있습니다.
광경화 3D 프린팅 시편을 대상으로 경화 거동, 굴곡강도, 접촉각, 세균 배양 후 CFU 및 BSA 단백질 흡착을 평가했습니다. MPC 포함 시편은 ISO 10477:2018의 굴곡강도 기준 50 MPa를 상회했고, MPC 함량 증가에 따라 접촉각과 단백질 흡착이 감소하는 경향을 확인했습니다.
MPC를 UDMA 또는 TEGDMA에 직접 혼합할 때 발생할 수 있는 불충분한 용해와 헤이즈 문제를 HEMA 선용해 방식으로 대응했습니다. 특정 UDMA·TEGDMA·HEMA 중량비와 MPC·TPO 함량을 결합해 3D 프린팅성, 경화 후 강도, 항균·방오 기능을 함께 설계한 점이 차별성입니다.
상용화까지 남은 부분
실제 구강 환경에서의 장기 내구성 및 반복 하중·마모 특성 검증
세포·조직 수준 생체적합성과 다양한 구강 미생물에 대한 항균·방오 성능 검증
의료용 GMP 제조 공정, 품질관리 체계 및 임상 검증 확보
기술 이전 형태·도입 과정
도입은 이렇게 진행됩니다.
검토 미팅
귀사 상황·데이터 구조 기준으로 적합성을 논의합니다. 자료 검토만으로 끝나도 됩니다.
PoC 공동 검증
연구팀 동행 하에 귀사 데이터 기준 재학습·성능을 확인합니다.
라이센싱 계약
PoC 결과를 기반으로 희망 형태(실시권·공동연구 등)를 협의합니다.
기술지도·후속
도입 초기 기술지도, 필요 시 후속 공동연구·정부과제 연계까지 진행합니다.
특허 정보
3D 프린팅용 항균·방오 기능성 치과용 레진 조성물
10-2022-0026743 (2022.03.02)
1020230129755 (2023.09.11)
1027737950000 (2025.02.24)
고영학, 이윤희
고려대학교 산학협력단
고려대학교 산학협력단