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admin

2017-01-11 16:37:03

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생체용금속재료[metallic materials for medical application]

잃어버린 기능을 보완하기 위해 생체 중에서 사용되는 금속재료를 의미하는데, 이(齒)나 뼈 등의 경(硬)조직으로 불리우는 부분에 사용되는 경우가 많다. 주요한 용도로는 치과재료, 인공치근, 인공관절, 골절고정용 각종 나사 및 금구 등이 있다. 치과재료는 금합금, 은합금, 코발트-크롬합금, 니켈-크롬합금, 아말감 등 종류가 많다. 체액에는 바닷물과 같은 조성의 이온이 들어있고, 체조(體調)에 의해 pH가 3.5에서 9.4부근까지 변화하기 때문에, 생체 내에 파묻힌 금속재료는 엄격한 부식성의 환경에 장기간 견디지 않으면 안되고, 생체에 대해 안전성이 높은 것이어야 한다. 현재 생체 내에 사용되는 금속재료는 스테인리스강, 코발트-크롬합금, 티탄 및 티탄합금 등이 주요 사용되고 있으나, 탄탈이나 백금 등도 소량이지만 전극 등에 사용되고 있다.

스테인리스강은 생체용으로 1920년대부터 사용하게 되었으나, 지금도 가장 많아 체(體)의 내부에 사용되고 있다. 사용하기 시작한 당초는 현재의 304타입에 가까운 것이었으나, 내식성이 충분하지 않기 때문에 현재는 주사침 외에 각종 의료기구에 쓰이는 정도로, 체내에 사용되는 것은 주로 316L타입이다.

1930년대 말에 인공관절이 고안되어 내마모성에 우수한 코발트-크롬합금이 주목받았다. 코발트-크롬합금은 당초는 정밀주조용의 Co-Cr-Mo합금이 사용되었다. 그러나 강도가 부족하기 때문에 Co-Cr-W- Ni, Co-Cr-Ni-Mo 등의 가공용 코발트-크롬합금이 도입되었다. 그러나 이것들은 모두 알레르기에 문제가 있는 Ni을 많이 함유한다는 결점이 있다. ☞바이탈륨

티탄이 생체용에 도입된 것은 1950년대 초기인데, 내식성에 우수하고 생체적합성이 양호하다는 점에서 임플란트용금속재료로는 가장 기대가 되는 재료이다. 티탄은 그 상태에서는 강도가 부족하기 때문에 Ti-6 Al-4 V합금이 도입되었다. 그러나 V는 독성이 있는 것이 아닌가 하는 의심을 가지고 있어 Ti-6 Al-7 Nb, Ti-13 Zr-13 Nb 및 기타 생체용 티탄합금의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.