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바이오실리카-접착단백질 나노복합체 재료: 합성과 치과의 응용

전문가 제언: ○ 실리카는 유리, 세라믹, 페인트, 접착제, 촉매, 반도체소자 절연체 등과 생체활성 유리, 복합체재료를 포함하는 조직공학 뼈와 연골에서 골격 재료의 중요한 구성성분으로써 공업과 의학에서 널리 사용된다. 실리카는 나노바이오 기술에서도 중요한 재료이지만 기술적인 생산은 보통 고온과 고압조건, pH의 극치, 맹 활성화학약품 등을 필요로 한다.

○ 규조류, 스펀지, 고등식물 등을 포함하는 단세포생물체와 다세포생물체는 주위의 낮은 온도와 압력, 거의 중성 pH 조건에서 그것들의 실리카 골격을 생성할 수 있다. 이들 생물체의 골격요소들은 독특한 성질의 새로운 바이오실리카의 제작을 위한 중요한 골격생성체가 된다.

○ 해양스펀지와 민물스펀지는 효소반응으로 바이오실리카를 합성하는 특성을 가졌다. 이 스펀지는 생물학적 및 환경적으로 쾌적한 조건하에서 실리카스테인과 실리카아제 두 가지 효소에 의해 실리카 나노구조를 합성할 수 있어 나노-바이오기술에 대한 높은 관심을 끌었다. 실리카테인과 같이 실리카아제는 의학과 마이크로 전자공학에서 실리카매트릭스의 표면개질과 같이 나노기술에 중요하다.

○ 규토질의 스펀지는 실리카테인의 생체촉매 활성도를 사용하여 낮은 온도와 압력의 환경조건에서 실리카 골격을 합성할 수 있으며, 생체적합성과 안정성은 이들 재료의 응용성을 결정하는 아주 중요한 특징이다. 재조합체 실리카-합성효소 실리카테인의 이용성은 생체분자를 손상시키지 않는 온건한 조건에서 실리카-함유한 생체활성 표면생합성의 새로운 방법이다. 지속할 수 있는 새로운 생체재료인 스펀지 바이오실리카의 생산기술은 스펀지 초생형태 배양으로 성취되었다.

○ 규토질의 스펀지들은 실리카테인 생체촉매로 바이오실리카 골격을 합성하고, 실크피브로인은 실크스테인과 치아에나멜 또는 다른 실리카 나노입자들의 생체적합성과 안정성을 유지하며 접착되도록 접착단백질로 사용된다. 특수 응용성에 따라서 최적 디자인 합성된 바이오실리카-실크피브로인 융합단백질 나노복합체 재료는 치과, 외과, 공업 분야 등의 최첨단재료로 무한대한 실용성이 전망된다.

저자: GEURTSEN, Werner K. et al.
자료유형: 특허정보