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생체활성을 위한 마그네슘의 Sr함유 Ca-P 코팅 방법

전문가 제언: ○ 정형외과용 골절 고정치구나 스턴트에 이용되는 생체용 금속재료에는 Ti합금, Co-Cr합금, 스테인리스강이 이용되고 있다. 그러나 이들 금속은 주변 조직이 회복된 후에는 재수술에 의해 제거해야 한다. 마그네슘은 생체흡수성이 있는데다 압축강도나 탄성률이 인간 뼈와 유사하고 인체에 필요한 필수성분으로 체내에 존재하는 마그네슘 량의 약 50%는 뼈조직에 존재한다. 따라서 제거수술이 필요 없는 임플란트용 마그네슘 생체재료의 개발이 세계적으로 추진되고 있다.

○ 생체재료로서 마그네슘의 가장 큰 결점은 내식성이 약하기 때문에 체내에서 분해속도가 빨라 조직이 수복되기 까지 임플란트의 기능을 다 하기 전에 소진되는 점이다. 부식속도를 개선하는 방법으로는 Ca, Al, Zn, Mn, 희토류금속 등을 첨가하는 합금개발을 비롯하여 미네랄 성분과 무기질 특성이 인간뼈와 유사하고 골형성 능력과 생체적합성이 우수한 HA(Hydroxyapatite), TCP(Tricalcium Phosphate)와 같은 인산칼슘(Ca-P) 코팅법이 개발되고 있다.

○ 본 연구에서는 화학석출법과 MAO(micro-arc oxidation)법을 조합하는 방법으로 마그네슘 표면에 골아세포의 생성에 유효한 Sr(스트론튬)을 함유하는 Ca-P 피막을 형성시킬 수 있음을 입증하였다. 또 Hank용액에서의 in vivo실험을 통하여 부식속도의 제어성과 생체무기질의 형성 면에서 임플란트용으로 바람직한 결과를 얻고 있다. 그러나 적용가능성을 명확히 검증하기 위해서는 피막밀착성, 부식속도의 정량적 평가, 내식성과 in vivo거동의 조성의존성 등에 관한 후속연구가 필요하다

○ 마그네슘 생체재료에 관한 국내연구는 서울대 재료공학부(신광선 교수)와 KIST생체재료연구단(석현광 박사)에서 적극적으로 추진되고 있다. 서울대에서는 Mg-인산칼슘 복합재료, PEO처리에 의한 내식성 개선, 다층구조 코팅 등의 연구가 수행되고 있다. KIST에서는 생분해속도를 제어하고 강도를 높인 Mg-Ca-Zn합금을 개발하는 외에 20여건의 국내외 특허를 보유하고 있다. 생체분해성 금속 분야의 국내 연구수준은 대외 경쟁력이 있으므로 바이오의료산업의 육성차원에서 적극적인 연구지원이 필요하다.

저자: Y. Lu, P. Wan, L. Tan, B. Zhang, K. Yang, J. Lin
자료유형: 니즈학술정보