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생체용 티타늄 및 티타늄 합금

전문가 제언: ○ Ti 및 Ti합금은 스테인리스강, Co-Cr계 합금과 함께 주요한 금속계 생체재료로 주로 정형외과, 순환기외과·내과, 치과분야에서 골절 고정재, 인공관절, 인공변(人工弁), 전극, 클립(clip), 의치틀(義齒床), 인공치근, 치열교정용 와이어 등으로 폭넓게 사용되고 있다.

○ 1940년에 Bothe 등에 의하여 티타늄의 뼈 적합성이 동물시험으로 확인되었고, 스테인리스나 Co-Cr합금을 대신하여 임플란트로 적극적인 검토를 하게 되었다. 스웨덴의 Brnema가 1960년대 후반에 토끼의 뼈와 티타늄 임플란트 반응을 장기간 현미경으로 관찰하여 티타늄과 뼈가 단단하게 밀착됨을 발견하였다.

○ 티타늄은 생체적합성이 높고 금속계 생체재료로 응용분야가 넓다 하더라도 몇 가지의 단점도 가지고 있다. 다른 금속과 친화도가 높아 제련하는 데 비용이 높고 순수 α형 티타늄은 생체성은 좋으나 강도가 낮고 내마모성이 낮은 점을 들 수 있다 . 그러나 이를 보완하기 위한 합금도 근래에 와서는 점점 비싸지고 있어 이런 몇 가지 문제점을 해결해야 보다 많은 수요를 창출할 수 있을 것이다.

○ 산업의 고도화와 인구고령화, 수송수단의 거대화와 스피드화로 생체용 금속의 수요는 점점 증가할 것이다. 그러나 앞에서 언급한 바와 같이 가격이 싸지지 않으면 안 될 것이다. 이는 값싼 합금의 개발로 원가를 낮추는 것보다도 양산체제로 1차 가공비를 줄이고 가능한 한 가공을 하지 않거나, 가공을 하더라도 극히 제한된 부분에 기능을 위한 가공만을 하는 방법을 모색해야 한다고 생각한다.

○ 이러한 개념의 제련과 설계에는 재료 분야와 의공학 분야 기술자들이 연구개발해야 할 책임이 크다고 하겠다.

저자: NARUSHIMA Takayuki
자료유형: 학술정보