생체 금속의 정의 소재 활용 분야 및 부작용

생체금속은 최근 의학과 공학의 발전으로 우리 몸과 조화롭게 작용하는 특별한 금속 소재를 지칭합니다. 이러한 금속은 다양한 분야에서 혁신적으로 활용되고 있으며, 우리 몸과의 호환성과 안전성이 높은 특성을 가지고 있습니다.

 

 

 

 

생체 금속의 개념

 

생체금속은 금속 소재 중에서도 의료 분야에서 사용되는 재료로, 우리 몸과의 상호 작용이 가능한 특별한 소재를 지칭합니다. 이러한 금속은 주로 의료 임플란트나 의료 기기 등에 사용되며, 생체 내에서 안전하게 사용될 수 있습니다.

 

 

 

생체 금속 소재

초기의 생체 금속 소재는 금, 은, 백금 등의 소재가 사용되었지만 최근에는 대부분 의료 분야에서 스테인레스 제품을 가장 선호하고 많이 사용하고 있습니다. 스테인레스를 선호하는 이유는 수분이 많은 인체 내에서 부식을 최소화 하기 위해서입니다. 스테인레스 제품 중 탄소 농도를 최대치로 낮춘 0.03%이하 제품인 SUS316L 가 골절된 뼈의 고정용으로 대중화되어 사용되고 있습니다.

 

 

 

생체 금속의 특징

 

가장 중요한 특징 중 하나는 안전성과 생물학적 호환성입니다. 생체 금속은 우리 몸과의 상호 작용이 원활하며, 알레르기 반응이나 유해한 영향을 최소화합니다. 따라서 임플란트로 사용될 때 안전하게 사용될 수 있습니다. 또 다른 특징은 내구성과 강도가 뛰어나다는 것입니다. 티타늄과 스테인리스 스틸은 높은 내구성과 강도를 가지고 있어, 의료 기기가 오랜 기간 사용되어도 변형이나 파손이 적습니다. 이는 임플란트와 같이 장기간 체내에 사용되어야 하는 응용 분야에 적합합니다. 
생체 금속은 인체 내에서 안정적으로 존재할 수 있는 능력이 있습니다. 금속이 생체 조건에 녹지 않고, 체내에서 발생하는 화합물에 의해 손상되지 않는 특성이 있어서 장기간 동안 사용되는 응용 분야에 이상적입니다.

 

 

활용 분야

1. 임플란트 및 인공 관절

생체 금속은 임플란트와 인공 관절 분야에서 널리 사용됩니다. 티타늄과 스테인리스 스틸과 같은 생체 금속은 그 안전성과 내구성으로 장기간 체내에서 사용 가능한 최적의 재료로 간주됩니다. 이를 통해 환자들은 치아 임플란트부터 대형 인공 관절까지 다양한 응용에서 혜택을 받고 있습니다.

2. 의료 기기와 기구

생체 금속은 다양한 의료 기기 및 기구에서 사용됩니다. 특히, 티타늄은 가볍고 강하며 부식에 강한 특성을 가지고 있어 수술 도구, 진단 장비, 혈관 스텐트 등의 제작에 이상적입니다. 이를 통해 의료 기기의 성능이 향상되고 미세한 수술 및 진단이 가능해집니다.

3. 나노 의학 및 나노 기술

생체 금속은 나노 의학 및 나노 기술 분야에서도 주목받고 있습니다. 나노입자로 형성된 생체 금속은 약물 전달 시스템에서 사용되어 약물의 정확한 투여 및 흡수를 돕습니다. 또한, 나노 기술의 발전에 따라 미세한 세포 조작 및 진단에도 활용되고 있습니다.

4. 생체 센서 및 모니터링 장치

생체 금속은 생체 센서 및 모니터링 장치에서도 핵심적인 역할을 합니다. 특히, 티타늄은 센서의 부착 및 내장에 적합하며, 신체의 생리적인 상태를 실시간으로 감지하고 모니터링하는 데 사용됩니다. 이를 통해 질병의 조기 진단 및 건강 상태의 모니터링이 가능해집니다.

 

5. 의료용 골재 및 재건
생체 금속은 의료용 골재 및 재건 분야에서도 주목받고 있습니다. 티타늄은 골 이식이나 기타 재건 수술에서 사용되어 골 조직과 상호 작용하여 자연스러운 치유를 도와줍니다. 이러한 응용은 골절 치료부터 안면 재건에 이르기까지 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.

 

 

 

부작용 및 조심해야 할 점

 

1. 알레르기 반응
일부 사람들은 특히 니켈이나 코발트와 같은 금속에 알레르기 반응을 보일 수 있습니다. 알레르기 반응은 가려움, 발진, 발적, 빨간 반점 등 다양한 형태로 나타날 수 있습니다. 생체 금속 사용 전에 알레르기 테스트를 통해 이러한 반응이 있는지 확인하는 것이 중요합니다.

 

2. 금속 이탈 및 독성

일부 경우에는 생체 금속이 이탈되어 주변 조직에 영향을 미칠 수 있습니다. 특히 금속 이탈이 발생하면 독성 물질이 방출될 수 있으며, 이는 주변 조직에 염증이나 손상을 일으킬 수 있습니다. 장기적으로 이러한 독성은 문제를 야기할 수 있습니다.

 

3. 생체 부식 및 부식 산란

일부 금속은 시간이 지남에 따라 부식될 수 있습니다. 특히 해수나 신체 내에서 부식이 발생하면 주변 조직에 손상을 줄 수 있습니다. 이는 임플란트나 인공 관절과 같이 몸 내에 장기간 사용되는 장치에서 문제가 될 수 있습니다. 그렇기 때문에 임플란트나 기타 생체 금속 사용 부위의 부식 및 이탈을 주기적으로 모니터링 하는 것이 좋습니다.

 

4. 전기 활동과 간섭

생체 금속이 전기적인 활동을 갖고 있을 경우, 인체 내에서 다양한 전기적 간섭이 발생할 수 있습니다. 이는 주변 조직이나 인체 내 다른 장치에 영향을 줄 수 있으며, 이러한 상황은 불편함이나 건강 문제를 일으킬 수 있습니다.

 

생체금속 기술은 계속해서 발전하고 있습니다. 나노 기술과의 융합으로 더 작고 정교한 응용이 가능해지면서 미래에는 더 많은 기회가 열릴 것으로 기대됩니다.