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첨단기술정보

인공관절에 있어서 고분자재료의 트라이볼로지

전문가 제언: 인공관절은 변형성 관절증 등 관절질병이나 외상에 의해 기능부전으로 함몰된 인체의 관절부를 치환하고, 관절기능을 재건하는 의료 디바이스이다. 인공관절은 체내에서 사용하는 베어링 부품이지만 기계의 베어링과 같이 그리스 등 윤활제를 사용하는 것은 아니다. 이 때문에 체내에서 인광관절을 슬라이딩시키려면 인공관절 주위를 채우고 있는 슬라이딩 재질 자체에 저마찰성(자기윤활성)을 갖게 할 필요가 있다.

영국의 정형외과의 J. Charnley는 내식성 금속제 골두 부품과 조합하는 재질로서 폴리4불화에틸렌(polytetrafluoroethylene : PTFE)을 사용하였으나 PTFE는 저마찰성은 나타내지만 내마모성이 부족하고, 과대마모에 의해 불과 2~3년에 파정된다.

자기윤활성과 내마모성이 우수한 초고분자량 폴리에틸렌(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene : UHMWPE)을 사용함으로써 과대마모 문제를 극복하였고, 이후 50년 이상이 경과한 현재에 이르기까지 UHMWPE는 인공관절뿐만 아니라 인공습관절의 슬라이딩 재질로서 널리 이용되고 있다.