생체재료(bio-materials)는 ‘생체조직에 직접 접촉되는 재료’라는 의미에서 유래된 것으로 “생체에 유해(有害)함이 없이 생체조직과 접촉되어 사용되는 물질을 통칭(通稱)하는 것으로 정의할 수 있다.

생체재료로서 요구되는 특성 중에 으뜸은 생체적합성(bio-compatibility)으로 기계적·물리적 성질 및 성형가공성 등이 사용 목적 및 용도에 따라 다르다.

인공조직 및 인공장기의 기본 재료로 활용되는 다양한 생체재료는 질병진단, 치료 및 예방의 수단으로 생체조직에 직접 접촉하는 소재를 총칭하며, 특히 손상되었거나 기능을 상실한 인체조직 및 기관을 대체하는 데 이용된다.

고분자물질, 금속, 세라믹(ceramics)재료가 주로 활용되는데 그 적용범위는 봉합사(縫合絲)에서 우리 몸 속에 매식(埋植)되는 임플란트(implant)에 이르기까지 실로 다양하다.

이외에도 수많은 분야에서 이용되고 있으며, 지금 이 순간에도 새로운 적용분야와 형태의 생체재료가 개발되고 시험되어지고 있다.

앞서 언급한 생체적 합성을 위해서는 다음의 몇 가지 조건을 충족해야 한다.

첫째, 생체안전성(Bio-stability)은 생체 내에서 발열반응, 염증반응, 면역반응(항원성), 세포의 유해성 및 독성, 그리고 발암성 등과 같은 부작용을 초래하지 않은 것을 말한다.

둘째, 생체적합성은 기계적 강도, 마모(磨耗), 탄성(彈性), 취성(脆性) 등의 주변 생체조직과 유사하며, 체내에서 변형되지 않아야 한다.

셋째, 계면친화성(Interfacial-compatibility)은 생체조직과 화학적 결합을 통한 일체화 또는 직접 결합되지 않으면서 부작용이 발생하지 않아야 한다.

의용재료는 재료의 근원에 따라 천연재료와 인공재료로 구분되고, 의용 인공재료는 금속, 고분자, 세라믹, 복합재료로 구분된다.

금속과 세라믹은 치과영역 및 의학 분야에 공통적으로 사용되는데 재료 각각의 특성이 매우 달라서 이용되는 분야는 상이하다.

금속재료나 세라믹 재료는 고분자 재료에 비율과 영률(Young's modulus)과 경도(硬度) 등이 좋아서 비교적 단단한 뼈, 치아와 같은 부위의 대체 재료로 많이 이용된다.

세라믹은 금속재료에 대한 파괴인성(破壞靭性)이 낮아 취성(脆性)의 성질을 지니고 있어서 단단한 부위인 경조직(硬組織) 중에서도 기계적 하중(荷重)이 크지 않은 부분에 이용된다.

모든 인체조직 내에서 삽입되는 의용재료는 인체의 조직과 장기간 접촉되는 형태로 이용되므로 인체에 대한 안정성을 나타내는 지표인 생체적합성의 중요성이 커진다.

이 때 생체적합성은 인체 내에 삽입된 재료 주위의 생체조직의 세포분열을 방해하지 않으며, 급성(急性) 또는 만성(慢性) 염증 반응이 일어나지 않는 성질을 말한다.

이러한 생체적합성은 크게 세 가지로 분류할 수 있는데, 이러한 세 가지 성질을 모두 만족하여야만 인체에 안전하다고 판단되어 의용재료로 이용될 수 있다.

세 가지 성질 중 첫째는 생물학적 친화성은 독성, 염증 발생 가능성, 면역성, 응혈성(凝血性), 발암성 등을 일으키지 않아야 한다.

둘째, 화학적 친화성(chemical-compatibility)은 흡수성(吸收性), 열화성, 내효소성, 용출성(溶出性), pH의 변화 등이 일어나지 않아야 한다.

셋째, 기계적 친화성(mechanical-compatibility)은 강도(剛度), 영률, 피로강도(疲勞剛度), 경도(硬度), 마모(磨耗), 비중(比重), 등의 성질을 말한다.

의용재료는 금속(metals), 세라믹(ceramics), 고분자(polymers), 복합재료(composites)에 대한 기초공학을 바탕으로 응용공학(應用工學)-생체공학, 생물공학, 화학공학, 조직공학, 기계공학 등) 분야에 의해 의료기구 목적으로 개발되어 기초의학적인 검증과정을 통해 생체에 대한 안전성을 확인하고 임상적으로 생체적합성이 검증된 후에야 사용이 가능하다.

의료용 일회용품을 비롯하여 정형외과, 심장 및 혈관외과, 피부·비뇨기과, 안과, 뇌신경외과, 치과용 재료 등 여러 분야에 이용되는 세포배양 등의 생명공학 등에서 광범위하게 응용되고 있다.

정형외과, 치과영역 등에서 사용되는 금속이나 세라믹 재료로 구성된 생체 경조직용 재료와 인공심장, 인공혈관, 투석막, 혈장분리막 등에 재료로 활용되는 합성 고분자재료 및 생체조직을 처리하는데 사용되고 있다.

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1.4Kg의 미숙아로 태어나면서 출생 시 의료사고로 심한 뇌병변장애를 운명처럼 가지게 되었다. 부산장애인자립생활대학 1기로 공부했으며, 대구대 재활과학대학원에 출강한 바도 있다. 지금은 한국장애인소비자연합의 이사로 재직 중이다. 모바일‧가전을 포함한 장애인 접근성, 보조공학 등 관련 기술을 다룰 예정이다.
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