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섬유강화 복합재료로 제조된 인체 내부 고정용 정형외과 의료기구

전문가 제언: ○ 정형외과 수술 후 사용하는 인체 내부 고정기구는 뼈가 부러지거나 부서진 곳의 임시적 또는 영구적으로 뼈를 고정시키기 위한 기구로 뼈 내부 공동에 심어 고정하거나 뼈 외부에 나사와 같은 고정기구를 이용해 고정시킨다. 이 같은 고정기구는 인체에 부작용이 없으면서 고정기구의 강도가 고정되는 뼈의 강도보다 과도하게 강해서 외부 충격으로 뼈가 손상되는 것을 방지하기 위해 강도가 큰 금속재를 대신해 섬유강화 플라스틱으로 제조하는 강도 조절이 가능한 고정기구의 개발이 필요하다.

○ 본 발명은 금속으로 만들어진 내부코어에 탄소섬유 강화 PEEK 복합소재를 45°로 감싸 다층구조로 하고, 은의 항균성을 이용하기 위해 은섬유를 탄소섬유와 같이 직조해 강화섬유로 함께 감싸는 신체 내부에 삽입하는 정형외과의 고정식 의료기구 제조기술이다. 탄소섬유와 PEEK 복합재료를 테이프 형태로 금속으로 된 내부코어에 감아 제조하고 고정기구가 지지하여야하는 전체 강도 중 5~300N/m2수준인 굴곡강도와 35~600N/m2수준인 비틀림강도의 50% 이상을 섬유강화 복합재료가 지지할 수 있도록 섬유강화 플라스틱 테이프의 다층구조를 구성한다.

○ 뼈가 손상되어 정형외과 수술을 하고 고정기구를 삽입하여야 할 때 환자의 몸에 맞춰 맞춤식 고정기구를 제작하여야 한다. 환자의 상태에 따라 삽입되는 고정기구를 금속으로 제작하는 경우 제작에 과도하게 많은 기간이 소요되거나, 또는 특정 금속에 알레르기를 나타내는 환자 경우에는 소재 선정의 어려움으로 제작이 곤란하거나 장시간의 제작기간이 소요되기도 한다. 복합재료 기술은 MRI와 X-ray 자료를 이용해 비교적 용이하게 맞춤식 고정기구를 제작할 수 있는 장점을 갖추고 있다.

○ 본 발명은 소재의 일반적 기계적 특성을 이용한 제조기술로 고정기구의 용도에 따라 기능과 형상을 고려한 섬유강화 복합재료를 구성하고 성형하는 기술이 추가적으로 필요하다. 특히 골절과 같이 복잡한 형상에서 섬유강화 테이프의 다중구조 형상 구축은 별도의 기술개발이 필요한데 이는 국내기술로 응용개발이 가능하다. 또한 본 기술을 응용한 임플란트와 같은 치과용 고정기구의 소재 개발도 가능하다.

저자: Smith and Nephew, Inc.
자료유형: 특허정보