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일렉트로벡터 바이오세라믹스의 분극유기 프로세스

전문가 제언: ○ 생체재료(Bio Material)는 생체에 직접 접촉하는 재료나 살아있는 세포에 접촉하는 재료를 말하며, 생체에서 유래하는 재료도 포함된다. 인공심장, 인공 혈관, 인공 뼈, 인공 피부 등 잃어버린 신체 기능을 정상에 가까운 상태로 회복시키는 중요한 수단으로 연구개발이 진행되고 있다. 의료용으로 사용되는 재료는 생체 내에서 독성, 발암성 등 유해 작용이 없어야 하며, 생체 조직과 좋은 친화성 및 주변 조직과 강한 화학 결합을 이루어야 한다. 또한 강도, 경도, 탄성 등 기계적 성질과 내마모성 및 가공성 등도 우수해야 한다.

○ 최근 바이오세라믹스의 재료로 히드록시아파타이트가 화제가 되고 있다. 생체 흡수재료로 알려져 있으나, 뼈 및 치아와 동일한 조성을 가지고 있어 골과 결합성이 좋고 골 형성이 빨리 진행됨에 따라 이용이 기대되고 있다. 인공 치근 티타늄에 히드록시아파타이트를 쇼트 피닝(shot Peening)으로 피복처리하는 사례도 있다.

○ 히드록시아파타이트를 비롯한 일부 세라믹은 열과 전기적 조작을 하면 세라믹 내부에 이온 분극이 발생되고, 그 결과 큰 전하를 장기간 표면에 유기할 수 있다. 이것을 일렉트로벡터효과로 부른다. 일렉트로벡터효과를 가진 정전에너지는 한정된 공간에만 유효하며 반응을 국소적으로 제어할 수 있다. 일렉트로벡터 세라믹은 세라믹의 표면 특성과 정전 에너지에 의해 목표로 하는 영역의 생체 내부 반응을 촉진할 수 있다. 실제로 세포의 증식, 접착, 분화 및 골 조직의 수복에 효과가 있는 것으로 판명되었다.

○ 본문은 일렉트로벡터물질인 히드록시아파타이트(HA)와 바이오글라스(BG)에 대한 이온 분극 유기과정과 이론적인 배경 및 생체 활성 등을 요약 설명하고 있다. 손상된 생체 수복에 대한 이들 재료의 응용이 증가함에 따라 반응에 있어 아직 해명되지 않은 부분 즉 체 내에서 일어나는 기구와 구조의 이해, 해명 등이 바이오물질 분야 발전에 중요한 연구 과제가 될 것으로 생각된다.

저자: Kimijiro YAMASHITA ; Satoshi NAKAMURA
자료유형: 학술정보