IG004712세라믹 고관절 이식재의 마모 메커니즘 고찰(Review of wear mechanisms in hip implants: Paper II - ceramics IG004712)

전문가 제언

□ 인공관절 치환술은 관절염이나 심한 외상으로 관절의 기능의 회복이 불가능할 때 인공으로 만들어진 대치물을 삽입하는 것이다. 고관절, 무릎 뼈, 판, 핀 및 인조치아 등의 이식 필요성이 세계적으로 매년 증가하고 있으며, 국내에서도 신소재를 사용한 많은 임상경험을 축적하고 있다. 또한, 인공관절 치환수술은 우리 인생 삶의 질과 밀접한 관련이 있기 때문에 매년 수요가 증가하고 있으며 시술비용도 비례하여 증가하고 있다.

□ 오늘날까지 사용되어온 주요 이식재는 대부분 티타늄을 기초소재로 한 합금이나 Co-Cr합금이 주류를 이루고 있다. 이들 금속 재료는 우수한 기계적 성질을 가지고 있으나 뼈와 결합하지 않고 시간이 경과함에 따라 뼈와의 마찰에 의한 마모, 부식 및 생체부적합성 등으로 이식재의 수명이 단축된다. 금속 대 금속의 인공관절 이식재의 결함을 완화하기 위해 금속사이에 고분자 폴리에틸렌을 끼워 넣었다. 사용시간이 경과하면 폴리에틸렌의 부스러기가 생기고 이들은 관절주변의 정상조직을 흡수하고 파괴하여 인공관절의 고정을 헐겁게 하여 재수술의 원인이 된다. 최근에는 이런 현상을 방지하기 위해 세라믹 대 세라믹 또는 세라믹 대 폴리에틸렌 형태의 인공관절이 개발되어 임상적으로 매우 유용하게 응용되고 있다. 그러나 어떤 재료가 인공관절에 사용되기 위해서 요구되는 기계적, 물리적, 화학적 및 생물학적 성질을 잘 파악하고 숙지해야만 적합한 재질을 개발하고 이용할 수 있다.

□ 현재 가장 많이 사용되고 있는 산화물계의 바이오세라믹은 생체불활성 소결 알루미나 및 지르코니아와 유리, 유리-세라믹 및 인산칼슘계 세라믹 등 다양한 소재가 개발되어 임상에 응용되고 있다. 인산칼슘계 세라믹을 제외한 산화물계 세라믹은 기계적 강도, 내마모성이 뛰어난 알루미나가 처음으로 인공골두와 컵으로 사용되었고, 이어서 사방정계 지르코니아가 임상에 사용되고 있다. 이상적인 바이오세라믹은 인체 내에 이식되어 기능을 다한 후 인체에 흡수될 수 있는 생체분성이 요구되고, 골대체재료는 골유도성을 지닌 생체분해성 다공체가 요구된다. 자기 조직과 동일한 조직을 조직공학기술을 이용하여 제조한 골조직을 임상에 응용한다면, 이식재에서 발생가능한 문제점을 해소할 수 있다.

저자

Slonaker, M; Goswami, T

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2004

권(호)

25(5)

잡지명

MATERIALS & DESIGN

과학기술
표준분류

재료

페이지

395~405

분석자

서*석

분석물

• 고관절 이식재의 마모 메커니즘.pdf [223,392 byte]

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