초록 ▼

1. Space hoder(NH₄HCO₃, NaCl)를 이용한 다기공 Ti-Nb-Zr 생체합금을 제조
다기공 생체재료 제조 공정을 개발하여 저탄성계수를 갖는 Ti기 합금을 개발하였다. Ti기 합금은 금속기 정형생체재료 중 가장 널리 사용되고 있으나 탄성계수가 뼈의 탄성계수 보다 너무 높아 응력차폐효과를 일으키는 문제점이 있어 뼈와 유사한 탄성계수를 갖는 Ti기 합금을 제조하기 위하여 space holder(지지체)를 이용한 방법으로 손쉽게 뼈와 유사한 탄성계수를 갖는 다기공 Ti계 합금을

1. Space hoder(NH₄HCO₃, NaCl)를 이용한 다기공 Ti-Nb-Zr 생체합금을 제조
다기공 생체재료 제조 공정을 개발하여 저탄성계수를 갖는 Ti기 합금을 개발하였다. Ti기 합금은 금속기 정형생체재료 중 가장 널리 사용되고 있으나 탄성계수가 뼈의 탄성계수 보다 너무 높아 응력차폐효과를 일으키는 문제점이 있어 뼈와 유사한 탄성계수를 갖는 Ti기 합금을 제조하기 위하여 space holder(지지체)를 이용한 방법으로 손쉽게 뼈와 유사한 탄성계수를 갖는 다기공 Ti계 합금을 제조할 수 있었다. 연구결과를 국제학술대회(ACCEE)에 1회, 국내학술대회에 1회(4월 대한금속재료학회) 발표하였으며 한국재료학회지(학진등재지,SCOPUS)에 2월호에 1편 게재하였다. 또한 특허를 출원하였다(출원번호: 10-2015-0023101)
2. 다공성 구조의 HA/beta-TCP제조
인체 내 뼈는 특수한 구조 및 기계적 성질로 인해 대체가 어려운 실정이다. 이러한 이유로 생체 경조직인 뼈 및 치아의 주성분과 유사한 수산화아파타이트 [Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂;HA]를 생체재료로써 사용하였고 HA의 경우, 생체분해성이 높지 않아 뼈의 수복재료로 이용하기 위해 인체 내 생체분해능이 높다고 알려진 β-TCP(Tricalcium phosphate)를 사용하였다. 그러나 경조직 대체재로써 β-TCP 단독으로 이용할 경우, 용해도가 너무 빨라 손상된 뼈가 회복되기 전에 용해되는 문제가 발생한다. 이를 개선하기 위해 HA와 β-TCP를 혼합(BCP: biphasic calcium phosphate)하여 제조하였으며 난소결성재료인 β-TCP의 입자성장을 억제하고 소결을 촉진시키기 위하여 MgO와 거친 기공형성을 위해 TiH2를 소량 첨가하여 제조하였다. 이 밖에 다공성인 인체 내 뼈와 유사한 탄성계수를 갖는 시편을 만들기 위해 space-holder법을 이용하여 기공을 제조하였다. 본 연구에서 지지체 [space holder(S.H.); NH₄HCO₃]를 β-TCP와 HA 혼합분말에 첨가한 후 고온에서 소결 하여 다기공 구조의 BCP 시편을 제조하는데 성공하였다.
3. 경골과 유사한 탄성계수를 갖는 복합재료 제조
다공성 구조의 BCP 생체재료를 제조하였으며 space-holder법을 이용하여 형성된 기공으로 인해 인체 내 경골과 유사한 탄성계수 값을 갖는 시편을 제조할 수 있었다. 또한 압축시험을 통하여 탄성계수와 압축강도를 측정하였고 그 결과 경골뼈보다 우수한 압축강도 값을 갖고 경골뼈와 유사한 탄성계수 값을 나타내는 다공성 구조의 BCP 생체세라믹을 제조하였다. 생체 세라믹에 대한 연구 결과를 국내 (3편) 및 국제 학회(2편)를 통하여 발표하였으며, 아울러 본 연구결과를 1편 특허 출원하였다 (출원번호: 10-2015-0067529).
4. 제조된 복합재의 생체분해 특성 평가
인체 내 혈장액과 유사한 Hanks액에 HA/β-TCP 복합재를 침전시켜 침전기간에 따른 β-TCP상의 생체 분해 특성을 관찰하여 인체 내에 삽입되었을 때 분해되는 과정을 관찰하였다. 그 결과 제조된 복합재의 표면에서 β-TCP상의 분해반응이 일어나 β-TCP가 불균일 용출되어 표면에 Ca와P층이 생성되었다.
5.생체적합성 평가
제조된 다기공 BCP 복합재료의 세포생존률 및 생체적합성을 알아보기 위해 시편에 세포를 배양하여 세포의 생존율을 측정하는 MTT assay을 실시한 결과 space-holder를 첨가하여 제조된 시편의 기공률이 증가 할수록 높은 세포생존률을 보였다 생체이식 실험을 위하여 비글의 대퇴골에 시편을 삽입하여 생체에 미치는 영향을 조사하는 in-vivo실험 결과 삽입된 시편 주변에 새로운 골조직이 형성되고 성장한 것으로 보아 인체 내에서 우수한 생체적합성을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 연구 결과를 한국재료학회지에 투고하여 심사 중에 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 8