초록 ▼

□ 연구개요
생체흡수성 임플란트 소재로써 마그네슘의 가장 큰 단점인 국부부식에 의한 불균일한 생체흡수 문제를 해결하여 치유과정 중에 충분한 기계적 강도를 유지하기 위하여, 생체 친화적 천연부식억제제, 생분해성 고분자 등을 마그네슘 표면에 코팅하여 임플란트의 균일 생체흡수를 유도하는 최적의 복합코팅 기술을 개발하고, 인체 내 다양한 매식환경을 모사한 in vitro 시험을 통해 생체흡수에 따른 기계적 특성 변화 및 복합코팅의 균일 생체분해 효과를 확인한 후, in vivo 실험을 통해 실제 매식환경에서의 균일부식효과 검증 및 천

□ 연구개요
생체흡수성 임플란트 소재로써 마그네슘의 가장 큰 단점인 국부부식에 의한 불균일한 생체흡수 문제를 해결하여 치유과정 중에 충분한 기계적 강도를 유지하기 위하여, 생체 친화적 천연부식억제제, 생분해성 고분자 등을 마그네슘 표면에 코팅하여 임플란트의 균일 생체흡수를 유도하는 최적의 복합코팅 기술을 개발하고, 인체 내 다양한 매식환경을 모사한 in vitro 시험을 통해 생체흡수에 따른 기계적 특성 변화 및 복합코팅의 균일 생체분해 효과를 확인한 후, in vivo 실험을 통해 실제 매식환경에서의 균일부식효과 검증 및 천연부식억제제를 이용한 복합코팅의 생체적합성을 평가함으로써 균일 생체흡수성 마그네슘 임플란트 개발을 목표로 하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 천연추출물이 코팅된 마그네슘 합금의 균일 생체흡수 및 생체적합성 평가
누에고치로부터 추출한 실크 피브로인이 코팅된 마그네슘 합금은 부식특성평가에서 부식저항성이 증가하고 국부부식이 현저하게 감소되었고, 세포독성평가에서 피브로인이 3wt.% 이하가 함유된 배지와 코팅시편의 용출액에서 우수한 세포활성을 보였으며, 동물매식시험을 통해 미처리시편보다 생체흡수속도가 크게 억제되었으며, 신생골이 치밀하게 성장되는 것으로 확인됨.
- 생분해성고분자(PCL)가 복합코팅된 마그네슘 합금의 매식환경 내 부식특성 평가
폴리도파민의 코팅에 의해 PCL 코팅의 밀착성이 향상되고, 침적시험을 통해 PCL 코팅층이 안정되게 유지되며 국부부식이 억제된 것이 확인되었고, 양극산화와 PCL이 코팅된 screw를 인공뼈 매식 후 침적시험과 동물시험을 통해 골내 확산환경 내에서 부식특성을 평가한 결과, 양극산화 후 6wt.% PCL 코팅액에서 4회 코팅한 피막이 최적의 안정성을 보였으며, 양극산화된 screw 보다 국부부식 없이 더 많은 신생골이 치밀하게 형성된 것이 확인됨.
- 유한요소법을 이용한 마그네슘 plate 설계 및 생체흡수에 따른 기계적 특성 평가
다양한 디자인과 마그네슘합금으로 plate를 제작하고 생체흡수에 따른 기계적 특성을 실험 측정값과 수치해석결과를 비교한 결과, 굽힘강성은 흡수율이 영향을 미치며, 굽힘강도는 부식경향에 의해 영향을 받는다는 것이 확인됨으로써, 표면처리에 의한 흡수율을 감소 및 균일부식이 기계적 강도의 안정적 감소에 중요하며, 생체흡수에 따른 기계적 성능 변화를 예측하는데 유한요소분석이 유용한 방법임이 확인됨.

□ 연구개발결과의 중요성
- 천연부식억제제와 생체분해성 고분자 등을 이용한 마그네슘 표면의 복합코팅을 통해 마그네슘 임플란트의 균일한 생체흡수로 인해 주변조직의 염증을 방지하고, 생체 흡수된 임플란트 자리에 경조직이 충분히 성장하게 되어 기계적 성질 회복될 때까지 필요한 지지력을 유지할 수 있게 됨.
- 개발된 표면개질에 대해 생체환경에서의 부식특성과 생체적합성이 다양한 in vitro와 in vivo시험을 통해 검증됨으로써 연구결과의 신뢰도를 높여 안전성을 확보했고, 시뮬레이션 기술을 통해 다양한 임플란트 디자인에 대한 생체흡수에 따른 기계적 성능 변화의 예측이 가능해짐으로써 개발비용과 시간이 절감될 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• (1) 실크 피브로인(silk fibroin) 코팅에 따른 ZK60 마그네슘의 부식특성 및 생체적합성 평가 ... 4
• (2) 폴리도파민(Polydopamin)과 PCL(poly(ε-caprolactone)) 복합코팅의 특성 평가 ... 6
• (3) 골내 확산환경 내 PCL 흡수성고분자의 마그네슘 Screw의 안정성 평가 ... 7
• (4) 컴퓨터 유한요소해석을 이용한 마그네슘 Plate 디자인과 생체흡수에 따른 기계적 특성 평가 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 11