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생체모방 세라믹 구조 재료의 발전현황

전문가 제언: ○ 생체모방 재료 중에서 주로 경질조직 매체재료로써 사용되는 세라믹 재료는 1970년대부터 치과용으로 사용되기 시작하여 정형외과분야로 확대되어 발전하고 있다. 특히 뼈와 전복진주층과 같은 구조를 모방하여 인공 생체세라믹 재료를 제조하려는 기술이 지난 10여년에 걸쳐 급속하게 주목받고 있다.

○ 미국, 일본, 영국 등이 중심이 되어 1990년대 초반에 국가프로젝트로써 생체모방 세라믹 개발이 시작된 이후 독일, 러시아, 중국 등에서도 많은 연구가 수행되고 있다. 세계시장의 대부분은 미국의 Zimmer, Stryker, Johnson & Johnson, Howmedica, 일본의 Kyocera, NGK, 영국의 Smith & Nephew, 독일의 Ceramtec AG 등이 주도하고 있다.

○ 생체용 세라믹박막을 제조하기 위하여 무기물질을 양호하게 핵생성하고 성장시킬 수 있는 유기분자의 자기조립 단분자층을 이용하는 방법이 가장 주목받고 있다. 다공성 골격의 제조를 위해서는 함침, 3차원 인쇄, 동결주조법들이 그리고 복합재료의 경우 동결주조 후에 고분자 또는 금속을 함침시키는 방법이 가장 성공적인 것으로 알려져 있다.

○ 국내기업은 인공뼈, 지지체, 치과용 소재 등과 관련한 생체세라믹제품의 생산은 매우 미약하고 대부분의 수요는 수입에 의존하고 있다. 국내 기술개발은 2000년대 초반부터 과기부와 복지부의 지원으로 몇 개의 국책연구소와 대학을 중심으로 생체세라믹에 대한 연구가 수행되어 오고 있고 최근엔 산자부의 지원으로 산학연이 참가하는 개발연구도 진행되고 있다.

○ 생체모방 세라믹을 개발하기 위하여 단순하게 생체재료를 조사하고 구조를 복제하는 것만으로는 충분하지 않다. 그보다는 필요한 강도와 인성을 유지시킬 수 있는 성분과 미세구조 상세정보들과 생체안정성과 생체친화성을 두루 포함한 기능적 양상들과의 관계를 이해하여야만 한다. 이를 기초로 적합한 재료의 선정, 구조의 설계 및 공정의 선택을 총합적으로 고려한 체계적인 개발지원이 필요하다.

저자: M.M. Porter, J. McKittrick
자료유형: 학술정보