Transcript 남우동_교수님 - 강원대학교 의학전문대학원

생체 재료학 소개
의학전문대학원 정형외과 남우동
생체 재료의 역사
나무 부목
 석고 붕대(plaster of Paris) ; 수산화 칼슘


현대
◦ 다양한 금속 내고정, 외고정 장치
◦ 인공 판막
◦ 인공 장기
생체재료의 분류
생체재료 (Biomaterials) 정의
조직의 기능을 보완 또는 대체하기 위해 체
내에서 간헐적으로 또는 지속적으로 주위
조직과 직접 접촉하며 체액에 노출되는 인
공적인 물질
관련 학문 분야
- Biology
: 생물학, 분자생물학, 의학, 세포학
- Engineering
: 화학, 재료과학, 공학
► Required : interdisciplinary program
생체재료의 분류
생체 재료의 종류
- 인공 재료
무기 재료 (inorganic material)
금속 재료 (metal) ; iron, cobalt, titaium
세라믹 재료 (ceramic) ; Al oxide, Zr oxide, bone cement
Plastics ; polyethylene,
유기 재료 (organic material)
합성 고분자 재료 (polymer)
- 천연 재료
천연 고분자 재료
인공 배양 세포
인공보존 조직
Metal



Iron
Cobalt
Titanium
◦ ASTM(American Society of Testing and Materials)
◦ ISO(Internatioal Standards Organization)
◦ 강도가 인체조직과 비슷해야 좋다
◦ 문제점
 부식
 파괴
금속 재료의 형태
Wire
 Plate
 Intramedullary nail
 External fixator

Plate
Stainless nail
Titanium nail
External Fixator
Total Hip
Replacement
(인공 고관절 치환술)
Total Knee Replacement
(인공 슬관절 치환술)
Plastics

Polyethylene
◦ 인공 관절에 쓰일 수 있다
◦ 금속보다 마찰이 적다
◦ 마모,
◦ 이에 따른 이물질 반응(foreign body reaction -골용해)
Ceramics


Aluminium oxide
Zirconium oxide
◦ 금속보다 마찰 계수가 작다
◦ 이물질 반응이 적다
◦ 깨지기 쉽다

생체 조직 생성 유도 ceramics
뼈 생성을 유도하거나 조장
◦ Calcium phosphate ceramics

뼈 사이 충전제
◦ Hydroxyapatite(bone cement)
According to source (조직 공학 !)

Autograft(자가 이식)
◦ 자가 조직 자체 또는 배양
 예) 자가 연골 세포 이식

Allograft(동종 이식)
◦ 타인의 조직을 이식
◦ 거부 반응
◦ 세포 수 가 적으면 거부 반응이 적음

Xenograft(타종 이식)
◦ 다른 동물 조직 이식
생체 재료의 이상적 특성

이상적 재질 ;
◦ 생화학적
 부식이 안 되어야 좋음
 이물 반응이 적어야 좋음
 암 유발성이 없어야 좋음
◦ 생물학적
 생물학적 안정성이 있어야 함
◦ 생역학적
 강도가 주변 인체 조직과 비슷해야
◦ stress shielding
◦ 탄성 계수가 비슷해야
◦ 경제적
 가공이 용이해야
 가격이 저렴해야

체내 흡수성이 이상적
Biocompatibility(생체적합성)

No Foreign body reaction
◦ 이물질로 인식하면 인체 면역 체계가 가동되어 공격
◦ Immune reaction
 Celluar system ; WBC, lymphocyte 등
 Humoral system ; immunoglobulin 등

ASTM Group 생체 이식재의 분류
◦ 1. 일시적으로 인체와 접촉하거나 체액에 영향이 없는 물질 ; patch 등
◦ 2. 24시간 이내 만 인체 내 이식 물질, 제품 ; 주사 바늘 등
◦ 3. 영구 이식 ; 1개월 이상
 임플란트