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바이오금속재료의 표면 변형으로 부식예방

전문가 제언: ○ 금속 세라믹 폴리머는 기능을 못하는 인체부위를 대체하는 중요한 재료로 생각하고 있다. 스테인리스강 316, 티타늄과 티타늄합금, Co–Cr, 니티놀 형상기억합금은 가장 흔하게 쓰이고 있으나 부식에 약한 금속재료이다. 이 논문에서는 이러한 재료들이 생체재료로써 생리환경에 노출 되었을 때 그 특성과 부식에 대해서 검토하고 금속이온과 같은 부식산물이 생체적합성에 미치는 영향에 대해서도 논하고 있다. 내식을 향상시키기 위해 표면변환을 유도하고 생체활성을 증가시키는 방법도 고려하고 금속표면에 부식과정에 생기는 산화층의 형성과 숙주의 반응에 대한 관계도 기술하고 있다.

○ 금속은 그 환경에 따라 고유의 전위를 가지며 그 전위는 재질자체의 성분과 적응력 등으로 불균형을 갖는다. 또 온도 습도 산소 이온량과 같은 환경의 불균형에서 전위 차이가 발생할 수 있다. 이러한 전위차이는 금속의 각 부분에서 수많은 양극부와 음극부를 형성하고 전류의 흐름에서 양극부금속이 이온상태로 용출되어 전해질 속으로 용해되는 화학적인 반응이 부식으로 나타난다. 금속의 부식은 수분이 있느냐 없느냐에 따라 건식과 습식으로 나누는데 인체의 체액이나 세포와 접촉하는 경우는 습식으로 생각된다.

○ 기능을 하지 못하는 인체부위를 대체하기 위해 계속해서 생체에 적용할 수 있는 재료를 개발되고 있다. 상당히 많은 재료가 금속/합금, 세라믹, 생물유리, 폴리머 등으로 최소의 반응과 생체가 거절하지 않고 수명이 길며 이용에 편리하게 개발하려고 노력하고 있다. 그러나 각 재료마다 한계를 기지고 있으며 금속이나 합금은 생체에 사용했을 때 부식을 일으킨다.

○ 위에서 말한 금속이나 합금에 대한 재료에 부식을 막고 생체적합성을 향상시키는 표면변환방법을 이용하고 있으며 플라스마와 레이저를 사용하여 온도 및 전기화학적인 표면산화처리가 효과를 내고 있다. 칼슘을 내포한 생체세라믹을 금속표면에 입혀 기능을 향상시킨다는 보고다. 절박한 환자들을 위하여 조직공학과 함께 생체재료분야의 진전을 기대한다.

저자: Singh, R; Dahotre, NB; AF Singh, Raghuvir; Dahotre, Narendra B.
자료유형: 학술정보