ADA 포사이스 연구소(AFI)는 구강 및 두개안면 연구 국가 연구소(NIDCR)로부터 620만 달러의 보조금을 받았다. 이 보조금은 매우 경쟁이 치열한 RM1 메커니즘에 따라 지원되며, 향후 5년 동안 물리학 기반 인공지능(AI)을 활용한 차세대 스마트 재료 개발을 위한 혁신적인 프로젝트를 지원할 것이다. 이 혁신은 구강 건강의 기초 연구에 AI를 적용한 최초의 사례 중 하나로, 테스트 및 개발 과정을 가속화하는 것을 목표로 한다.
새로운 치과 복합재는 자가 치유 및 항균 특성을 갖추고 있으며, 생물학적 신호에 반응하는 나노 필러를 포함할 것이다. "충전재에 균열이 생기고 있다고 상상해 보라"고 생체 재료 전문가인 지룬 선 박사가 말했다. "재료가 그 변화를 감지하고 균열을 수리할 것이다. 또는 입안에 산이 많아 pH가 낮아지면, 이는 전통적인 복합재와 치아 구조를 분해하는 것으로 알려져 있다. 이 재료는 산을 중화할 것이다. 스마트 재료는 각 환자의 입안에서 변화하는 조건에 자동으로 반응할 것이다."
AI의 능력을 극대화하는 다학제적 노력
과학자들의 다학제 팀은 물질 설계 및 복잡하고 동적인 재료의 평가의 일환으로 실험을 물리학 기반 모델 테스트 및 데이터 기반 시뮬레이션과 통합할 것이다. AFI 팀은 디지털 트윈 기술을 전문으로 하는 디지털 엔지니어링 회사인 옵티무스와 협력하여 AI 기반 솔루션을 구축하고 있다. "이 접근 방식이 없었다면, 우리가 테스트해야 할 매개변수의 수는 수십 년이 걸렸을 것이다. 물리학과 화학의 잘 정의된 법칙을 기반으로 한 물리적 재료 개발 과정에 인공지능과 가상 실험실 시뮬레이션을 통합함으로써 개인화된 치과 치료를 혁신할 목표를 가속화할 것이다"라고 지룬 선 박사가 말했다.
치과 분야의 응용
새로운 재료는 아말감의 실용적인 대체물로 최적화될 것이며, 이는 비용 효율적이고 내구성이 뛰어난 솔루션으로, 전 세계적으로 점차 사용이 줄어들고 있다. 현재 대체 복원 재료가 존재하지만, 이들은 더 자주 교체해야 할 수도 있고 사용 비용이 더 비쌀 수 있다. 과학자들은 이 새로운 재료를 사용하기 쉽고 모든 사람이 접근할 수 있도록 설계하고 있다.
"AFI 과학자들은 단순히 더 내구성이 있는 것을 만드는 것이 아니라, 완전히 다른 세대의 치과 복합재를 만들고 있다"고 미국 치과 협회(ADA)의 전무 이사이자 AFI 이사회 의장인 레이먼드 코흘미아 박사가 말했다. "이 스마트 재료는 치과 치료를 혁신하고 환자 결과를 극적으로 개선할 수 있다. 치과 복원물의 미래가 지금 일어나고 있다. AFI가 최전선에 서 있다는 것이 자랑스럽다."
