콜라겐 특성을 활용한 새로운 인공 골

전문가 제언

○ 사고나 노후로 파손된 골 중 자연치유가 되지 않는 골은 다른 재료로 대체 이식하여야 하며 이때 자신의 신체 일부를 이용하는 “자가 골 이식”이 가장 효과적이다. 그러나 자가 골을 공급하기는 곤란하므로 인공 골의 개발이 필수적이다. 현재 가장 일반적으로는 금속재료가 쓰이고 있으나 생체적응성, 생체흡수성이 떨어져서 시술 후 일정기간 뒤에는 다시 빼내어야하는 문제점이 있다.

○ 뼈는 무기칼슘인산 69%와, 콜라겐 20%와 수분 9%가 주성분이고 이외 단백질, 다당류, 지방질이 미량인 유기물의 혼합물이다. 뼈의 무기물 조성은 수산화아파타이트와 유사하다고 잘 알려져 있지만 이에는 다른 이온들을 불순물로 함유하고 있다. 인체 뼈와 유사한 구조와 조성물 합성을 기초로 한 생체모방(biomimetics) 연구가 이루어져 왔다.

○ 현재 정형외과에서 임상에 이용되는 인공 골은 전부 수산화 아파타이트(HAp)이고 이를 기초로 하는 생체 세라믹스의 연구에 의해 단백질의 흡착, 탈착 등의 물리화학적인 거동이 검토 되었다. 세라믹스 인공 골은 생체흡수성이 낮아 체내에서 장기간 잔류하기 때문에 본래의 골 재생이 어렵다. 따라서 뼈와 조성이 유사하고 생체흡수성이 뛰어난 콜라겐과 HAp의 복합 인공뼈가 차세대 인공뼈로 주목받고 있다.

○ 콜라겐은 친수성이기 때문에 콜라겐 베이스로 한 생체재료는 함수 상태로 강성이 현저히 저하된다. 이 논문에서 콜라겐 섬유의 고밀도화 기술을 콜라겐/HAp 복합 인공 골의 강화에 이용하여 제작한 인공 골은 함수 상태에서 종래의 KPa에서 MPa 단위의 강성을 나타내는 것이 획기적인 것이라고 할 수 있다.

○ 이와 같이 생체친화성을 갖는 인공 골 재료가 인체 강도에 버금가는 역학 특성을 가지다면 생체재료의 개발에 진일보 하였다고 볼 수 있다. 동일한 재료를 사용하더라도 밀도, 기공률 등을 제어하면 다른 특성의 제품을 제조할 수 있다. 따라서 임상 및 재료연구자의 긴밀한 제휴에 의해 자가 골 이식을 대체할 수 있는 인공 골이 개발되기를 희망한다.

저자

shunji yunoki

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2010

권(호)

23(2)

잡지명

マテリアル インテグレ-ション

과학기술
표준분류

재료

페이지

32~38

분석자

김*은

분석물

• 콜라겐 특성을 활용한 새로운 인공 골.pdf [368,509 byte]

이미지변환중입니다.