일반적 및 고가교화 초고분자량 폴리에틸렌의 변형, 항복, 파괴, 그리고 피로 거동(Deformation, yielding, fracture and fatigue behavior of conventional and highly cross-linking ultra high molecular weight polyethylene)

전문가 제언

□ 인공 관절 대체 재료로서 의료용 UHMWPE은 약 40년 전부터 사용되고 있다. 뛰어난 내마모성과 내화학성 그리고 기계적 특성은 의료용으로 초기에 각광 받기에 충분하였다. 하지만 관절 재료로 사용되는 동안 체내에서 발생하는 반복적 하중 부하로 인한 손상은 UHMWPE의 마모입자의 형성을 초래하고 이것은 골용해 등의 문제점을 발생시킨다.

□ 마모입자로 인한 골용해 현상은 결국 인공 관절의 수명을 단축시키게 되며 이로 인하여 재수술을 요구하게 된다. 많은 연구자들은 이 문제점을 발견하고 해결하기 위하여 더 향상된 내마모성을 가진 UHMWPE의 개발에 초점을 맞추고 있으며, 이러한 개선 방법으로서는 UHMWPE에 내마모성 충전제를 도입하여 복합재료를 제조하는 방법과 감마선이나 전자빔과 같은 고에너지 복사선을 이용하여 UHMWPE을 가교화시키는 방법으로 크게 나누어 볼 수 있다. 최근에는 감마선 조사에 의해 매우 향상된 내마모성을 나타내는 가교화 UHMWPE에 큰 이목이 집중되고 있다.

□ 감마선에 의해 가교화된 UHMWPE은 마모과정 시 마찰에서 일어나는 소성 변형을 제어하고 향상된 내마모성을 나타낸다. 하지만, 기계적 물성의 저하가 발생하며, 특히 피로 저항성에 취약점을 나타낸다. 감마선에 의한 가교화반응과 더불어 열처리 과정을 도입하게 되면 UHMWPE의 결정화에 영향을 주어 기계적 물성의 저하를 줄일 수 있다.

□ UHMWPE의 마모과정 동안의 마모입자의 형성은 소성변형, 피로 거동, 파괴 특성과 매우 밀접한 관계가 있으며 UHMWPE의 변형, 항복성, 파괴, 피로거동을 조사하는 것은 의료용 이식물의 수명 및 성능을 결정하는 중요한 역할을 한다. 하지만, 이러한 인자들을 측정하여 정형외과 이식물의 체내 현상을 완전히 설명할 수는 없다. 더욱이 다양한 실험적 접근법으로 인하여 일관성 있는 결과가 아직 보고 되고 있지 않은 점도 문제이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 의학적 접근과 재료적인 접근이 동시에 이루어져야 할 것이다.

저자

Lisa A. Pruitt

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

26

잡지명

Biomaterials

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

905~915

분석자

황*룡

분석물

• 일반적 및 고가교화 초고분자량 폴리에틸렌의 변형, 항복, 파괴, 그리고 피로 거동.pdf [169,239 byte]

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