"... 머리카락으로 만든 치약?" 케라틴은 치아에 법랑질과 같은 보호막을 형성하고 초기 손상을 복구합니다.

킹스 칼리지 런던의 과학자들은 머리카락, 피부, 양모를 구성하는 단백질인 케라틴이 자연 치아와 유사한 에나멜 광물화의 "틀" 역할을 할 수 있음을 보여주었습니다. 이러한 케라틴 막이 타액의 미네랄과 접촉하면 치아 표면에 에나멜과 유사한 질서 있는 층이 형성되어 초기 손상된 에나멜(예: 흰 반점)의 외관과 경도를 회복하고 민감도를 감소시킵니다. 저자들은 이미 두 가지 형태, 즉 "생물 폐기물"(머리카락/양모)에서 추출한 케라틴을 원료로 사용하는 데일리 페이스트와 전문가용 젤을 논의하고 있습니다.

배경

초기 결함에 대한 임상/사무실 대안은 다음과 같습니다.

1. 불화물, CPP-ACP(케이신 인산펩타이드 + 비정질 인산칼슘)는 타액 이온 포화도를 높이고 흰 반점의 재광화를 돕지만, 그 효과는 순응도에 따라 달라지며 연구마다 일관성이 없습니다.
2. 생리활성 유리(NovaMin)와 나노 하이드록시아파타이트가 널리 사용되지만, 일부 제품의 경우 불화물에 비해 임상적 증거가 부족합니다. 결과는 종종 시험관 내에서 얻어집니다.
3. 자가조립 펩타이드(P11-4)는 법랑질에 섬유형 씨앗 기질을 형성합니다. 초기 병변의 재광화와 불소 효과의 향상에 대한 무작위 및 임상적 증거가 있습니다.
4. 수지 침투(아이콘) - 미세침습적으로 다공성 층을 "채우고" 흰 반점을 안정화하지만, 이것은 진정한 미네랄화가 아닌 폴리머 충전입니다.

• 법랑질을 "외부에서 복구"해야 하는 이유. 치아 법랑질은 거의 96%가 수산화인회석으로 이루어져 있으며, 충치 발생 후에는 자가 복구가 불가능합니다. 법랑질의 구성 세포(아멜로블라스트)가 소실되기 때문에 기존 충전재는 결함 부위만 덮을 뿐, 자연 구조를 복원하지는 못합니다. 따라서 타액 이온으로 인해 표면의 광물화를 유발하는 물질, 즉 "자연처럼" 작용하는 물질에 대한 관심이 높아지고 있습니다.
• 생체모방 재광화란 무엇일까요? 이는 재료가 칼슘과 인산염을 법랑질과 유사한 격자에 침착시키는 주형/스캐폴드 역할을 하는 접근법입니다. 최근 몇 년 동안 나노소재와 펩타이드부터 법랑질 기질 "보철물"에 이르기까지 유기 및 무기 플랫폼이 시험되었습니다. 이 기술의 핵심은 단순히 기공을 "봉쇄"하는 것이 아니라, 광학적 및 기계적 측면에서 법랑질과 유사한 질서 있는 광물을 형성하는 것입니다.
• 케라틴(모발/양모)은 어디에 있으며, 새로운 점은 무엇일까요? 킹스 칼리지 런던 연구팀은 새로운 연구에서 얇은 케라틴 필름이 법랑질에 잘 부착되고 타액에서 나온 이온과 결합하여 규칙적인 법랑질 유사 층의 성장을 촉진한다는 것을 보여주었습니다. "흰 반점" 모델에서 코팅은 광학적 특성과 경도를 회복시켜 미용 바니시가 아닌 생체 주형 역할을 했습니다. 또한, 지속 가능한 원료인 "생물 폐기물"(모발/양모)에서 추출한 케라틴도 사용되었습니다.
• 재료 과학 관점에서 왜 타당한가? 케라틴은 풍부한 표면 화학을 가진 단백질입니다. 조직 공학에서는 이미 뼈 재생을 위해 광물화되어 저렴하고 접근 가능한 운반체로 사용됩니다. 치과에 적용하면 법랑질과의 접착력과 구강 내 미네랄의 자가 조직화(침은 이온의 지속적인 공급원)를 결합할 수 있습니다.
• 케라틴 접근법은 "경쟁사"와 어떻게 비교될까요? 레진이나 침투제와 달리 케라틴은 폴리머로 밀봉하지 않고 미네랄을 형성합니다. 단순한 "이온성" 페이스트(불소, 나노-HA)와는 달리, 케라틴은 조직 매트릭스를 제공합니다. 본질적으로 펩타이드 매트릭스(P11-4)에 더 가깝지만, 잠재적으로 더 저렴하고 기술적으로 더 간단합니다. 이 분야는 전반적으로 자가 조립 및 매트릭스 시스템으로 발전하고 있습니다("차세대" 재광화에 대한 리뷰 참조).
• 유의해야 할 제한 사항: 현재까지는 시험관 내/모델 실험 결과이며, 구강 내 시험(브러시 마모, 산/알칼리, 미생물군, 색상 견뢰도), 케라틴 공급원 표준화 및 규제 관련 문제가 진행 중입니다. 일반적인 페이스트/젤은 임상 시험을 통해 내구성과 안전성이 확인된 경우에만 사용할 수 있습니다.
• 큰 그림. 생체모방적 재광화는 예방과 드릴링 사이의 진정한 "다음 단계"입니다. 템플릿 + 타액 이온 → 법랑질 유사 층. 케라틴은 이 분야의 또 다른 후보 물질로, 임상적으로 성공한다면 초기 병변 및 민감성 치료에 사용될 수 있습니다.

이게 어떻게 작동하나요?

법랑질은 매우 단단한 조직으로 저절로 치유되지 않습니다. 연구진의 아이디어는 치아에 생체 모방 "틀"을 제공하는 것이었습니다. 케라틴은 유연하고 "무질서한" 단백질로, 법랑질에 잘 부착되어 칼슘과 인산염을 결합합니다. 연구진은 케라틴 박막을 도포했고, 그 후 침이 나머지 과정을 처리했습니다. 이온들이 서서히 박막 위에 침착되어 자연 법랑질과 유사한 결정 격자 형태로 배열되어 치밀한 보호층을 형성합니다. 이는 레진 충전재가 아니라 자연 조직과 관련된 광물화된 코팅입니다.

그들은 정확히 무엇을 했나요?

• 연구진은 양모/머리카락에서 케라틴을 분리하여 실험실에서 초기 에나멜 파괴(흰 반점 병변) 모델에서 치아 표면에 적용했습니다.
• 침 속에 미네랄이 존재하면 각질막이 미네랄화되어 고도로 조직화된 "에나멜질 같은" 층이 형성됩니다.
• 평가 결과를 바탕으로 저자는 초기 결함의 광학적 특성(건강한 에나멜의 외관)과 기계적 특성(경도, 내산성)이 회복되었다고 보고합니다.

왜 이것이 중요한가요?

• 초기 충치 병변(백반, 민감증)은 치과 치료에서 매우 중요한 부분입니다. 현재 저희는 주로 불소/레진 침투제를 사용하여 충치 진행 속도를 늦춥니다. 케라틴 접근법은 타액의 도움을 받아 미네랄을 정확하게 재구성하는 방식으로, 더욱 "생물학적"인 치료입니다.
• 색상 안정성과 심미성. 법랑질과 유사한 층은 플라스틱 레진보다 광학적으로 자연 조직에 더 가깝습니다. 이는 특히 눈에 보이는 부위에 유용합니다.
• 생태 및 가용성. 케라틴은 머리카락/양모, 즉 생물학적 폐기물에서 얻을 수 있어 플라스틱과 화학 수지에 대한 의존도를 낮출 수 있습니다.

(이 기술이 치과의사의 의자에 도달한다면) 삶에 어떤 의미가 있을까?

• 홈 포맷: 케라틴이 함유된 일반 페이스트로, 침의 흐름 속에서 점차 보호막을 형성하고 열린 상아세관을 밀봉합니다(추위에 의한 "튀어나옴"이 줄어듭니다).
• 병원 내 시술: "매니큐어처럼" 젤 코팅 - 흰 반점과 민감한 부위의 빠른/집중적 회복을 위해 사용됩니다. 저자들에 따르면, 업계와의 협력을 통해 2~3년 안에 제품이 출시될 수 있다고 합니다(이는 계획이며, 보장된 것은 아닙니다).

새로운 코팅은 "클래식" 코팅과 어떻게 다릅니까?

• 이는 가리는 것이 아니라 광화시키는 것입니다. 복합레진이나 레진 용침제와 달리, 케라틴 플랫폼은 광화 작용을 시작하며, 단순히 폴리머로 결함을 채우지 않습니다.
• 침과 함께 작용합니다. 일반적으로 접착을 방해하는 요소(습기)가 여기서는 도움이 됩니다. 성장을 위한 이온 공급원이죠.
• 내구성이 더 우수할 수 있습니다. 에나멜 같은 층은 유기 레진보다 산에 더 잘 견딥니다. (임상 시험을 통해 확실히 입증될 것입니다.)

제한

• 지금은 실험실 수준입니다. 시험관 내/모델 실험에 대해 이야기하고 있습니다. 임상에서는 이 층이 솔, 음식, 산/알칼리 순환, 그리고 미생물군에 노출됩니다. 따라서 인체에서의 내구성과 안전성을 검증해야 합니다.
• 원료 공급원. 케라틴은 동물/인간 유래일 수 있으며, 표준화, 알레르기, 윤리 및 규제 관련 문제가 남아 있습니다.
• "마법의 약"은 아닙니다. 중간 정도 또는 깊은 충치, 깨짐, 균열은 여전히 충전/인레이와 치과 진료가 필요합니다. 케라틴 접근법은 초기 병변과 예방에 중점을 둡니다.

다음은 무엇인가요?

연구팀은 이미 이 기술을 실제 적용(제형, 안정성, "적용 모드", 파일럿 테스트)에 적용하고 있습니다. 임상 데이터가 실험실 데이터를 뒷받침한다면, 치과 의사들은 새로운 종류의 코팅, 즉 이미 우리 입 속에 존재하는 타액에서 스스로 "에나멜"을 성장시키는 바이오 템플릿을 사용하게 될 것입니다.

출처: Gamea S. 외. 법랑질 재생을 위한 케라틴 지지체의 생체모방 광물화. Advanced Healthcare Materials, 2025. DOI: 10.1002/adhm.202502465