우수한 생분해 성능의 고강도저합금(HSLA) Mg-Zn-Ca 합금

전문가 제언

○ 생체삽입용 의료장치에는 통상적으로 내식성이 뛰어난 재료들이 선호된다. 그러나 최근에는 정형외과나 심혈관 분야에서 손상부위나 주위의 조직이 재생되는 동안 형태를 유지하다가 임무를 다한 후 녹아 없어지는 생분해성(biodegradable) 재료가 주목받고 있다. 생분해성 폴리머나 다른 재료들은 이미 상당한 성공을 거두고 있지만, 생분해성 금속은 아직 개발단계에 머무르고 있다. 금속 중에서는 독성이 없는 마그네슘(Mg) 계열의 합금이 가장 널리 연구되고 있다.

 

○ 아연(Zn)은 인체에 무해하면서 고용강화 효과를 나타내므로 생분해성 Mg 합금의 첨가원소로 적합하다. 그러나 Zn 함량이 너무 높으면 금속간화합물로 석출되어 부식을 촉진하고, 너무 낮으면 합금의 강도가 약해진다. 철(Fe), 니켈(Ni) 등 불순물 미량원소들도 기지금속의 부식을 촉진한다. 본고에서는 합금을 고순도화 하고, Zn 함량의 감소에 따른 강도의 저하를 결정립 미세화로 보상하는 방식으로 기계적 강도와 생분해성이 모두 우수한 새로운 Mg-Zn-Ca 합금을 개발하는 과정을 소개하였다.

○ 생분해성 금속은 우수한 기계적 강도에도 불구하고 아직 개발단계에 머무르고 있다. 생분해성 금속의 선두주지인 Mg 합금도 부식속도가 너무 빠르고 국부부식이 심하다. 또 많은 Mg 합금이 인체에 해로운 알루미늄이나 희토류원소를 함유한다. 따라서 생분해성 Mg 합금에 대한 연구는 생분해성과 생체적합성에 대한 기존 합금의 평가와 인체에 무해한 새로운 합금의 개발이라는 두 가지 방향으로 진행되고 있다.

 

○ 국내에서는 KIST와 RIST 등의 연구소와 고려대, 전남대, 전북대 등 몇몇 대학에서 인체삽입용 또는 치과용 Mg 합금의 개발이나 표면처리 연구가 진행되고 있다. 기존의 Mg 합금들은 생체적합성이나 부식속도 면에서 인체에 사용하기에는 무리가 있으므로 본고에 소개한 것처럼 새로운 합금의 개발에 도전하는 것이 유리할 것으로 보인다. 새로운 합금은 우수한 기계적 강도와 생체적합성을 갖춤은 물론 인체의 자기치유 속도에 맞추어 균일한 생분해가 일어나도록 설계할 필요가 있다.

저자

J. Hofstetter, M. Becker, E. Martnelli, A. M. Weinberg, B. Mingler, H. Kilian, S. Pogatscher, P. J. Uggowitzer, and J. F. Loeffler

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

66(4)

잡지명

JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society

과학기술
표준분류

재료

페이지

566~572

분석자

심*주

분석물

• 우수한 생분해 성능의 고강도저합금(HSLA) Mg-Zn-Ca 합금.pdf [327,965 byte]

이미지변환중입니다.