내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

자연영감에서 얻은 인산칼슘 코팅: 현재 상태와 의태과학의 새로운 진보(Nature-inspired calcium phosphate coatings : present status and novel advances in the science of mimicry)

전문가 제언: □ 동물과 식물의 능력을 모방하는 첨단 기술이 각 분야에 등장하고 있다. 이는 주로 나노 및 유전자공학기술의 뒷받침이 있기 때문에 가능하다. 수백 nm 두께의 탄산칼슘성분인 조개껍질 석회질 사이사이에는 수 nm 두께의 고분자 층이 겹겹이 쌓여 있다. 이런 층은 단순히 혼합한 것보다 수천 배 이상 강도가 세고, 인간이 만든 최고 강도의 세라믹보다 3~4배 강하다고 한다. 자연을 모방하여 복제하는 기술이 우리인간 생활 향상에 많은 기여가 있을 것으로 전망하고 있다.

□ 1970년대 생체유리가 발견된 이래 이를 인공 중이골, 얼굴 및 턱 이식체, 골 충전물, 인공장골(腸骨) 및 인공척추골 등의 임상에 사용되어 왔다. 그러나 하중이 많이 걸리는 경골(脛骨) 및 대퇴부에는 유리-세라믹 물질로 치환이 되지 않는다. 이는 자연 뼈보다 파괴인성이 낮고, 탄성률이 높기 때문이다. 필연적으로 대체물 합성의 필요성이 대두되었다.

○ 이의 난점을 극복하기 위해서 Ti 및 그 합금에 인회석을 플라즈마 분사방법으로 코팅하여 현재 사용하고 있다. 그러나 이 방법은 인회석의 조성과 구조제어가 어렵고 생체에서의 장기간 안정적으로 사용하기 어렵다. 부가하여 금속 이식체의 높은 탄성률은 주위 뼈로부터 재흡수를 유도한다. 그러므로 기계적 성질이 자연 뼈와 유사하고 높은 생체활성물질의 개발이 필요하다.
- 뼈와 유사한 인회석 층인 유리-세라믹 및 CaO-SiO2를 기초로 한 유리의 표면으로부터 용해된 칼슘 이온은 주위 체액의 인회석 이온활동도적(活動度積)을 증가하고, 표면에 형성된 수화된 실리카는 인회석 핵형성에 유리한 자리를 만든다. 일단 인회석 핵이 형성되면 이들은 저절로 성장하고 주위체액으로부터 칼슘과 인산염을 소모한다.
- 위의 기술을 이용하여 상온, 상압에서 폴리머에 생물모방 프로세스로 조밀하고 균일한 뼈 유사 인회석 층을 얻었다. SBF 용액(인간 혈장과 비슷한 농도)에 적신 CaO-SiO2유리를 폴리머 기질에 접촉시켜 인회석 핵을 형성하고, 이어서 기질을 1.5배농도의 다른 SBF 용액에 적시어 인회석 핵을 원위치에서 성장시킨다. 이 방법으로 제조한 인회석 코팅한 폴리머는 기계적 성질, 파괴인석 및 탄성률 등에서 개선이 있으나, 내방향성 성장을 유도하는 골 전도성 부족이 약점이라 생각되며 이에 대한 추가 연구가 필요하다고 판단된다.

저자: Oliveira, AL; Mano, JF; Reis, RL
자료유형