[미래첨단소재 설계 레포트] 생체 세라믹 재료를 이용한 인공뼈 설계

소개글

미래첨단소재 설계 레포트로, "생체 세라믹 재료를 이용한 인공뼈"를 주제로 작성한 설계 레포트입니다.

목차

1. 서론 (설계 목적)
1.생체 뼈의 구조 및 특성
1.1생체 뼈의 구성성분
1.2생체 세라믹스란?
1.3.인공 관절 시장
2.인공뼈 재료의 종류 및 특성
2.1.생체 세라믹 재료의 필요성
2.2.현재 사용되는 생체 세라믹의 문제점

2. 본론-합성:목표 달성에 필요한 가능한 방법들을 제시
3.인공관절 및 이식재로서 요구되는 특성
3.1생체 세라믹의 장점을 이용한 설계방향 설정
3.2분석:실험을 위한 설계를 하고 가능한 결과를 분석
3.3제작:실제 제작을 수행할 수 있는 방법.
3.4재료설계
3.5공정설계

3. 결론-평가:설계자료 종합/논리력 평가
4.생체 불활성의 다공질 섬유단상조직 구조 + 생체활성재료의 Coating의 장점
5.설계 효과
5.1구조적 측면
5.2재료적 측면
5.3생체적 측면

4. [요약]

5. 참고문헌

본문내용

1. 생체 뼈의 구조 및 특성
1.1 생체 뼈의 구성성분
뼈는 세포와 이들 세포 간에 존재하는 다량의 골 기질로 이루어져 있으며, 골 기질 대부분은 교원섬유로 구성된 유기질 성분과 칼슘으로 구성된 무기질 성분으로 이루어진다. 뼈의 생화학적 구성은 수분(15%), 아파타이트(세라믹, 50%), Ⅰ형 콜라겐(30%)과 다당류(5%)로 이루어진다.

1.2 용어정리
1.2.1 생체 세라믹스
생체재료는 조직의 기능을 대체하기 위하여 체내에서 간헐적 또는 지속적으로 주위 조직과 직접 접촉하여 체액에 노출되는 인공적인 물질이다. 즉, 생체의 기능을 치환, 대체하기 위하여 사용되는 물질을 말한다.

1.2.2. 생체관련 세라믹스의 종류
- 생체활성 : 세라믹스 중에는 생체 내에 매립되어 주위에 섬유성 피막을 전혀 만들지 않고 주위의 뼈와 직접 접촉하여 강한 화학결합을 이루는 것들을 의미한다. 이들 세라믹스 중에서 대표적인 것은 수산화아파타이트가 있다.
단점이라면 자체의 기계적 강도가 매우 낮다는 것이 문제이다.
- 생체 불활성 : 생체불활성 세라믹스는 생체활성 세라믹스와는 달리 생체 내에서 뼈와 직접 화학결합을 형성하지는 못하지만 매우 얇은 섬유성 피막을 경계로 결합한다. 생체불활성 세라믹스의 대표적인 것으로는 알루미나(단결정, 다결정), 카본, 부분안정화 지르코니아 등이 있다.
단점이라면 세포와의 계면에 생기는 섬유질 피막이다. 이식재료에 기공을 만들어 주면 체액과의 접촉 면적이 넓게 되어 조금이라도 부식이 되는 재료의 경우 부식된 부산물이 체내에 남아 있을 수가 있다.

참고 자료

윤택림, “정형외과용 생체재료 현황”, 기계와 재료, 한국기계연구원, 25p-39p, 2008 봄
정용수, “생체용 재료 기술의 개요”, 기계와 재료, 한국기계연구원, 6p-8p, 2008 봄
김길영. <월간 세라믹스(92.2)>. P.74-77, 바이오 세라믹스의 생체친화성
임군일, 인공관절 재료로서의 세라믹, 대한고관절학회지, September, 2005
손은화,강현무,김은선, “바이오 인공장기”, 한국과학기술정보원, 2002
www.ornl.gov/sci/nstl/equipment.htm
www.nanocenter.umd.edu/new_facilities/FabLab.php
www.tekvac.com/prdUHVCVD.html