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생체용 유리를 응용한 골과 결합하는 신소재 제조

전문가 제언: ○ 인체의 노화가 진행됨에 따라 생체조직은 낡고 약해지기 마련이다. 대표적인 것이 치아와 뼈이며, 뼈는 탄력성이 저하되고 충격에 의하여 쉽게 부서진다. 자연노화 이외에도 사고나 산업재해는 경조직의 손상을 가져온다. 이를 위하여 인공 생체이식 재료를 개발하고 있으며 그동안 금속이나 세라믹스 및 고분자가 주로 사용되었다.

○ 생체용 유리나 일부 세라믹스 중에는 액체와 반응하여 표면에 약간의 화학적?물리적 변화가 발생하여 재료가 생체기능을 발현하는 것도 있다. 생체용 유리는 오래전에 개발이 되었으며 많은 종류의 특허가 등록되어 있고, 상품화되어 있는 제품이 다수 있다. 이 유리는 유리조성에 결정핵을 이루는 TiO2, ZrO2, P2O5 등이 함유되어 있다. 대표적인 생체용 유리 조성은 SiO2-CaO-Na2O-P2O5와 AW 결정화 유리이며 체내에서 골조직과 화학적으로 결합하는 다결정 세라믹스의 하나이다.

○ 금속이나 세라믹은 높은 탄성계수를 가지고 있어 낮은 탄성계수의 뼈에 의하여 응력차폐(stress shielding) 효과가 발생하게 된다. 이러한 응력차폐는 생체용 재료의 수명을 단축시키게 된다. 이를 해결하기 위해서 유기-무기 복합체가 고안되었다.

○ 하이브리드 생체재료에서 특히 세라믹 생체재료와 고분자의 복합소재 에 대한 연구는 여러 면에서 중요하다. 이 기술은 대표적인 생체모방 기술이라고 할 수 있으며, 기존의 단일 골 대체 재료에 비해 그 구조적 특성이 뼈와 가장 유사하고 생체적 특성이 우수하다. 이 문헌은 생체용 유리 제조공정을 이용하여 생체용 무기-유기 복합 나노재료를 제조하는 것을 설명하고 있다.

○ 현재 국내에서도 하이브리드형 생체용 세라믹 재료에 대한 연구는 세라믹스와 고분자 연구자를 중심으로 문헌이 발표되고 있다. 아직은 기초 단계이나 가장 관심이 큰 분야이므로 우수한 연구결과가 있기를 기대한다.

저자: Toshiki Miyazaki
자료유형: 학술정보