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  • 생체재료 바이오세라믹스
    생체재료 바이오세라믹스 평가A+최고예요
    {{생체세라믹스 1 - 생체재료의 분류 및 세라믹스의 기초{생체재료의 종류☞ Biomaterial = Bio + Material- Bio : 生, 生物- Material = organic material + inorganic material¶ 유기재료 = 열가소성 + 열경화성¶ 무기재료 = 금속 + 세라믹스¶ 금속 : 전기음성도 1.9 이하, 금속결합¶ 세라믹스 : 단결정, 소결체, 유리, 결정화 유리* Clarke number : O - Si - Al - Fe - Ca - Na - K - Mg생체재료의 분류와 응용{종 류재 료응 용유기재료Acetyl celluloseSiliconPolyethyleneTerephtalatePolyethyleneMetacrylate고밀도 polyethylene고정화 효소 담체인공 폐-인공혈관-골 Cement인공관절금속재료Cobalt-Chrome 합금Nickel-Titan 합금Nickel-Chrome 합금귀금속 합금인공관절인공관절골절 고정치과재료세라믹스단결정 aluminaApatite다공질 유리Glass-ceramicsCarbon인공치근, 인공골인공치근, 인공골고정화 효소 담체인공골, 인공치근인공심장판막{{☞ 유기재료- 성형성 양호 : 여러가지 형상으로 가공 용이- 경도 및 기계적 성질이 나쁘다- 내화학성 우수- 내열성이 나쁘다 : 열에 의해 변형하는 경우가 있다- 생체친화성 우수☞ 금속재료- 성형성 양호 : 여러 가지 형상으로 가공 용이- 기계적 성질 우수 (파괴인성치가 높다)- 귀금속을 제외하고 내화학성 및 내식성이 낮아, 장기간 사용시 표면 변질- 생체친화성이 좋지 않다☞ 세라믹스- 성형성은 좋지 않다 : 대부분의 경우에 기계가공 필요- 생체친화성이 매우 좋다- 경도는 충분하나 파괴인성치가 낮다- 내화학성 우수- 내열성 매우 우수☞ 재료간의 물성 비교- 생체친화성 : 세라믹스 >> 플라스틱, 금속- 내화학성 및 표면안정성 : 세라믹스 > 플라스틱 >> 금속- 경도 및 강도 : 세라믹스, 금속 >> 플라스틱- 파괴인성 : 금속 CO2 + 3H2O = 2Al(OH)3 ↓ + Na2CO32Al(OH)3 (1000℃ 이상에서 가열) → Al2O3 + 3H2O- 고순도 (99.99% 이상) 알루미나: 분무 열분해법, 유기금속 가수분해법, 알루미늄의 수중 불꽃방전법탄 소☞ 1960년대 : 인공심장판막으로 사용☞ 1970년대 : 인공치근으로 응용☞ 장점- 생체 안정성 및 조직 친화성 우수- 다양한 형태(비정질, 섬유, 복합체, 피막 등)로 응용 가능- 탄성률이 자연골과 유사☞ 단점- 기계적 강도, 피로강도 및 내마모성 제어 난이- 형태 제작 난이- 방사선 투과성☞ 용도- 이식용 금속의 피막재아파타이트☞ M10(ZO4)6X2의 조성을 갖는 육방정계 결정광물의 총칭where, M : Ca, Ba, Sr, Mg, Pb, Cd, Zn, Na, KZO4 : PO4, AsO4, VO4, SO4,X : F, OH, Cl, O☞ 장점- 우수한 생체친화성 : 신체 경조직과 가장 유사한 조성- 생체 반응성 : 신생골 형성 (소결온도에 의존)- 다양한 합성법☞ 단점- 화학적 조성의 정확한 제어 난이- 고가- 기계적 물성 부족☞ 형상- 치밀체- 다공체 : 기공율 20∼95%, 기공크기 50 ㎛ 이상- 과립 : 치밀체, 다공체 및 성형체를 파쇄☞ 밀도 : 3.16 g/㎝3굴절율 : 1.64 - 1.65☞ 화학적 성질- 산에는 잘 녹고, 알카리성에는 녹기 어렵다.- 이온교환능 우수 : Ca2+ 대신 Cd2+, Hg2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+ 등 쉽게 치환- Carboxyl기(COOH)를 갖는 아미노산, 단백질, 유기산 등과 반응☞ 용해성 (문헌 보고)Ca2+ : 3.93 - 64 ppmPO43- : 3.03 - 80 ppmHydroxyapatite의 제조법{합성법반 응 식특 징건식법3Ca10(PO4)2 + CaO → HAp (수증기)3Ca2P2O7 + 4CaCO3 → HAp + CO2 (수증기)6CaHPO4 + 4CaCO3 → HAp + 2H2O + 4CO2 (공기)이론 조성수열법CaHPO4 +2H2O (BitySpecialized functions of primary cellsHypersensitivity and immune depressionPlatelet activation, Coagulation process,FibrinolysisTissue reaction to implantMaterial stability and crystallographiccharacterization of interfaceAbility of promoting bacterial adhesionand growth{{제 1 단계시험 - In vitro test세포독성시험 (cytotoxicity)☞ 배양액 중에서 증식하는 세포를 이용하여 재료의 독성을 조사하는 방법이☞ 평가 : 세포의 증식곡선, 형태 변화, colony 형성능☞ 장점 : 한 번에 대량의 재료에 대하여 독성시험을 단기간 내에 시행☞ 단점- 세포독성 無 → 동물시험 : 독성 有- 세포독성 有 → 동물시험 : 독성 無 (∵ 세포의 배설과정 無)1. 세포의 형태 및 성장 시험 : 현미경 이용2. 세포막의 투과성 시험- 세포간에 존재하는 lactic dehydrogenase 분석법- Lysosomal enzyme 분석법- 51Cr이나 형광물질의 배출량 분석법- Ethidium bromide를 흡착시켜 분석3. 세포의 부착도 시험 : 한천평판법 (Agar overlay)반응지수 = 탈색지수 / 사멸지수- 탈색지수 (Zone index){탈색지수설 명012345변색된 부분 없음시험 물질 하방에서만 변색시험 물질로부터 5 ㎜ 이내의 zone시험 물질로부터 10 ㎜ 이내의 zone시험 물질로부터 10 ㎜ 이상의 zone전체 배양이 탈색{{- 사멸지수 (Lysis index){사멸지수설 명012345세포 사멸 없음세포 사멸 20 % 이하세포 사멸 20 - 40 %세포 사멸 40 - 60 %세포 사멸 60 - 80 %세포 사멸 80 % 이상{{- 반응지수 (Response index){ScaleCell response판 정01230/01/검사 : 시편 주변의 염증세포 침윤, 섬유화 및 이물반응, 시편의 생체 흡수여부및 주변 골조직과의 유착 여부와 골조직형성의 유도 여부제 3 단계시험 - In vivo test (한달이상)치수 자극시험☞ 시험기간 : 단기간(3-5일), 중기간(21-30일), 장기간(80-100일)☞ 반응정도 : 미약, 중정도, 심함치과용 임플란트☞ 매식☞ 4주 및 26주 후 희생하여 조직검사☞ 반응정도 : 없음, 중정도, 심함아파타이트세라믹스의생물학적시험 (일본)☞ 1971년 : 합성☞ 1972년 : 소결, 물성측정☞ 1974년 : 독성측정, 동물시험☞ 1980년 : 임상시험☞ 1983년 : 정부 인가{생체세라믹스 9 - 치료용 생체세라믹스{생체세라믹스의료용 세라믹스 + 수복용 세라믹스 + 치료용 세라믹스암의 치료방법☞ 수술, 화학요법, 면역요법, 방사선요법, 溫熱요법☞ 환부의 기능회복 → 수술 외의 방법이 효율적☞ 유리의 역할 : 방사선요법, 온열요법방사선요법 재료☞ 방사선치료의 문제점- 방사선을 체외로부터 조사- 체내 환부의 효과적인 조사 난이- 정상조직의 손상☞ 방사선 동위원소- 32P : 반감기 14.3 일 - 자연에 풍부- 90Y : 반감기 64.1 시간 - 거의 100%의 β선 방사- 152Sm☞ Y2O3 산화물 : Grady(1960) Am Surg 26:678-684, Nolan(1969) Am Surg 35:181-188- 고밀도 (5.01 g/㎤) → 주사용 현탁액 제조 곤란, 주사후 신체에서의 순환 곤란- 불규칙 입자 형상 → 뾰족한 부분이 조직 자극, 종양에서의 입자의 분산 방해☞ 코팅 : Zielinski & Kasprzyk(1983), Int J Appl Radiat Isot 34:1343-1350- 이온교환수지나 결정질 세라믹스 microsphere를 방사선원소(32P or 90Y)로 코팅- 이온교환수지나 결정질 세라믹스로 인한 경량화- 문제점 : 코팅 난이, 코팅박막의 박리 → 원하지 않는 방사선 조사☞ Y2O3-Al2O3-SiO2계 유리 (US 4iO2-P2O5계 유리- 직경 1.5 ㎛의 lithium ferrite(LiFe5O8) 결정 석출- 피하주사로 쥐의 대퇴부의 종양에 주입- 교류자기장(10 ㎑, 500 Oe) 하에 2시간 유지 → 종양 소멸☞ Magnetite 결정화유리 : 일본 Kokubo- Fe2O3-CaO-SiO2계 유리- 1500-1600℃에서 용융- 결정화(800-1100℃)- 직경 20-30 ㎚의 구형 magnetite 결정 석출Iron state6Fe2O3 [Fe3+] → 4Fe3O4 [Fe2+] + O2 ↑Fe2O3 / Fe3O4 : log PO2 = - 24450/T + 14.72 → 1315℃에서 평형Fe3O4 / FeO : log PO2 = - 29960/T + 11.935 → 2102℃에서 평형FeO / Fe : log PO2 = - 27950/T + 6.450 → 3648℃에서 평형∴ PO2 ↓ → T ↑Microshpere 제조☞ US 3,598,567 : 금속유리의 급냉법- Liquid particle을 제조한 후, refrigerated air, nitrogen, argon, wet stream, waterbrine, 또는 높은 열전도도를 갖는 차가운 금속판(구리, 은, 스틸)과 같은 quenchingmedium으로 이동- 냉각속도 : 최소 100 ℃/min- 금속판을 사용할 경우 : 106-108 ℃/min→ 금속 액상 droplet을 빠른 속도로 금속판에 분사☞ US 3,646,177 : 금속유리의 급냉중 산화방지법- 금속 액체 미립자를 inert cryogenic liquid reservoir에 분사☞ US 3,764,295 : Molten steel stream에 atomizing fluid jet 분사☞ US 3,813,196 : 2단계 방법- 첫 번째 atomizing fluid jet은 molten metal jet에 분사하여 atomizing fluid와molten metal의 혼합체 형성- 두 번째 atomizing fluid jet은 혼합 streH2O)
    공학/기술| 2001.06.06| 17페이지| 2,000원| 조회(1,785)
    태그 세라믹, 생체재료, 바이오, 아파타이트
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