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금속계 생체재료의 연구개발 현황과 동향

전문가 제언: ○ 금속재료는 강도와 연성이 우수하여 치과용에는 물론이고 일반 정형외과분야의 치료에서도 오래 전부터 사용되었으며 1930년대에 스테인리스강이 인플랜트 재료로 사용된 것을 시작으로 현재는 인공관절, 골절고정용 플레이트(bone plate), 인공 슬관절 등에 널리 사용되고 있다.

○ 생체용으로 사용되는 금속재료로는 Ti 및 Ti합금, 스테인리스강, Co합금, Cr합금 등 여러 가지가 있으나 가장 많이 이용되는 것은 생체적합성, 내식성, 강도 등의 성질이 우수한 Ti 및 Ti합금과 스테인리스강으로 최근 이들을 개량한 생체용 새로운 합금이 많이 개발되고 있다.

○ Ti는 우수한 내식성과 함께 골조직과 결합하는 오세오인티그레이션(osseointegration)이라는 현상을 나타내므로 생체재료로서 적합하나 내마모성이 문제로서 이를 개선한 것이 Ti-6Al-4V합금이며 독성을 나타낼 가능성이 높은 V를 함유하지 않는 개량형으로 β-Ti합금(Ti-15Mo -5Zr -3Al)이나 Ta, Nb을 함유하는 Ti합금도 개발되어 있다.

○ 스테인리스강은 골절 고정재로서 많이 이용되고 있으며 그 중에서도 Ni과 Mo양을 늘리고, C의 양을 줄인 오스테나이트계 스테인리스강은(Cr18%, Ni13%, Mo2~3%)은 생체용 금속의 취약점인 내식성을 높이고 있으나 Ni가 알레르기성 원소로 기피되고 있으며 합금상태에서는 해가 없는 것으로 알려져 있으나 체내에서의 영향은 확실치 않다.

○ 금속이 생체재료로서 갖는 최대의 결점은 부식문제로서 생체 내의 산소, 수소, 염분 등에 의하여 부식될 수 있으며 부식으로 체내에 용출한 금속이 알레르기, 암, 조직 상해 등을 일으킬 수 있다는 보고도 있으므로 생체재료의 응용과 관련하여 앞으로 규명되어야 할 중요한 과제이다.

○ 의료기술의 발달과 고령인구의 증가에 따라 생체재료의 시장수요도 크게 증가하고 있으나 국내의 경우 대부분을 수입에 의존하고 있다. 생체재료는 부가가치가 높을 뿐만 아니라 국민건강차원에서도 중요하므로 대학이나 공공연구기관을 통한 연구개발이 활성화되어야 할 것이다.

저자: Mitsuo Niinomi
자료유형: 학술정보