일본산업뉴스요약

티타늄의 1.7배 강도
오사카대학, 생체용 다 원소합금 개발

오사카대학 대학원 공학연구과의 나카노 교수, 토다이 교수, 마츠타니 교수, 사카다이 초고압 전자현미경센터의 나가세 교수는, 생체용의 하이엔트로피(High Entropy)  합금(용어참조)의 개발에 성공했다. 기존의 생체용 티타늄합금의 1.7배의 고강도로, 순수 티타늄과 동등한 정도의 생체친화성(세포증식성)을 가지고 있다. 5년 후를 기준으로 뼈 대체용의 임플란트(인공관절)로서의 임상연구를 목표로 한다.

-- 친화성에 있어서 뛰어난 유망한 인공관절 --
신 합금은 티타늄, 니오브, 지르코늄, 몰리브덴의 하이엔트로피 합금이다. 생체용 스테인리스 합금에 비해, 생체친화성이 뛰어나고, 순수 티타늄에도 필적한다. 세포의 증식성은 주조재에 적절한 열처리를 가해, 향상시켰다.

기존의 임플란트를 활용한 생체용 금속재료는, 세포와의 적합성의 시점에서 이용 가능한 원소로 구성하는 하이엔트로피 합금의 개발은 어려웠다. 그래서 나카노 교수는, 생체용 임플란트로 각 원소의 분량을 최적화하고, 새로운 합금설계의 개념을 구축했다. 이번에 개발한 생체용 하이엔트로피 합금은, 고강도로, 세포의 증식 등 생체적합성에 뛰어나다는 것을 발견했다.

나카노 교수와 연계실적이 있는 인공관절제조의 테이진 나카시마메디컬(오카야마시)에서 연구개발을 담당하는 이시자카 이사는, “새로운 타입의 생체용 합금이다. 인공관절의 줄기부분 등에 응용 가능성이 있다.” 라며 기대하고, 앞으로의 공동개발을 시야에 넣고 있다.

●[용어] 하이엔트로피 합금
5개종 이상의 합금원소에서 구성되는 다 원소합금으로, 복잡한 원소간의 결합상태로부터 고강도, 고온내열성 등, 종래의 합금과는 전혀 다른 종류로 분류되는 신 합금이다. 원소간의 다양한 패러미터로 합금 설계한다. 지금까지 의료용으로 이용되어 온 귀금속과 스테인리스 강, 티타늄, 티타늄합금 등의 생체용 금속재료로는 성질과 합금설계수법이 다르기 때문에, 새로운 생체용의 금속재료로서 기대된다.

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