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수화윤활을 이용하는 베어링

전문가 제언: ○ 인간은 나이가 들어감에 따라 신체조직의 노후화 및 관절의 약화 내지 는 기능상실 등을 피할 수 없다. 사람은 일상생활 중에 수많은 질병에 노출되어있다. 또한 교통수단에 의한 사고로 인간신체조직의 손실 및 관절의 손상이 다반사다. 이러한 손실 및 손상된 것을 완전히 재생하거나 회복하는 것은 굉장히 어렵다. 따라서 여기에 인공관절(티타늄 합금, 아파타이트 등 세라믹, 및 초고분자폴리에틸렌 등)을 삽입·시술하여 관절을 대신하게 하고 있다.

– 그런데 이러한 인공관절에는 항상 문제로 대두된 것이 생체에 대한 친화성 및 접합성에 대한 부작용이 일어나 장기간 사용치 못하게 되는 점이었다. 즉, 인공관절을 시술한 후 마모가 일어나고, 마모된 입자들이 인체의 면역작용에 의해 흡수되어 질병을 유발한다. 이러한 소재들은 여전히 부식 및 마모에 의한 금속 이온의 용출, 부스러기에 의한 혈관 막힘 및 용출된 금속이온이 혈액에 타고 전신에 퍼져 각종 질병을 유발하는 문제가 있다.

○ 이러한 문제점의 대안으로 나온 것이 친수성 고분자재료로 보수성(保水性)이나 생체적합성이 높은 PVA를 가교 반응시킨 PVF(Polyvinyl Formal)이다. 또한, 내마모성도 수화윤활 시스템에서 우수하다고 알려졌다. 그러나 PVF도 부분 접촉으로 인한 완전한 유체막이 형성되지 않기 때문에 이를 보완키 위한 연구가 좀 더 진행되어야 한다.

○ 한편, 인공관절의 재료개발에 대한 국내의 연구개발은 아직은 초기단계 이다. 1997년 KAIST는 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE)의 표면에 미세하고 생체에 무해한 이온을 선택·주입하여 초고분자량폴리에틸렌의 내마모성을 향상시킨 기술을 개발해 특허를 출원하기도 하였다. 그러나 국내에서는 PVF의 수화윤활과 관련된 연구문헌은 검색되지 않는다.

저자: Yoshitaka Nakanishi, Hidehiko Higaki
자료유형: 학술정보