인공 고관절 스템의 맞춤형 설계와 가공

전문가 제언

○ 인체의 구조를 하드웨어적인 관점에서 본다면 아주 정교하게 구성된 정밀기계라고 할 수 있다. 기계도 한계수명에 가까워지면 자주 고장이 나고 부품교환을 하여주듯 인체의 각 부위도 내구성이 문제이든 질환이나 사고에 의한 것이든 맞춤형으로 교환하는 시대가 왔다. 특히 정형외과나 치과의 임플란트(implant)는 의료기술과 정밀 기계 가공기술과의 융합기술이라고 말할 수 있다.

○ 고관절(hip joint)이란 사람의 인체에서 가장 몸무게를 많이 지탱하여주는 부위이다. 이 부위는 크게 두 가지로 나누어진다. 하나는 대퇴골(femur)의 상부인 공 모양의 뼈 대퇴골두(femoral head)이며, 다른 하나는 그 뼈가 들어 갈 수 있는 주머니 관골구(acetabulum)이다. 두 관절을 이루는 뼈들의 표면은 연골이라는 부드러운 재질로 싸여 있다. 스템(stem)이란 대퇴골을 인공 고관절로 교체하기 위해 대퇴골 수강(femoral canal) 내에 삽입하는 인공대퇴골 축을 말한다.

○ 티타늄 합금은 고비강도, 고내식성, 생체친화성 등으로 인하여 항공?우주, 해양, 스포츠, 의료 등의 많은 분야에 적용되어지고 있다. 그러나 경쟁소재와의 가격 관점에서 그 사용이 제한되어 왔다. 최근에는 다양한 산업 분야에 티타늄 합금의 사용이 확대되고 있기 때문에 엄격한 물성보다는 사용목적에 부합하는 저가의 신합금 요구가 증대되고 있다. 일본, 미국 등에서는 값이 비싼 Mo, V과 같은 β안정화 원소를 대체하여 티타늄의 제조원가를 낮추려는 연구가 이루어지고 있다.

○ 인공 고관절 스템의 맞춤형 기술에 있어서 중요한 것은 인체의 뼈 속에 심는 것이기 때문에 생체 친화적인 화학반응과 물리적인 측면에서는 가공 및 형상정밀도가 정확해야 시술 받은 환자가 동통 없이 활동할 수 있게 된다. 이를 충족시켜주기 위해서는 재료선정, 정확한 설계 이외에 신속한 납기를 맞추기 위한 고속 정밀가공에 대한 생산기술의 뒷받침도 매우 중요하다.

저자

Hirosaki Kenichi, Shintani Kazuhiro

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

정밀기계

연도

2008

권(호)

52(4)

잡지명

機械と工具

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

36~42

분석자

심*일

분석물

• 인공 고관절 스템의 맞춤형 설계와 가공.pdf [385,727 byte]

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