의료 분야에서 생체 적합성이 높은 뼈 지지체를 제조하는 방법은 항상 뜨거운 연구 주제 중 하나였습니다. 우리나라에서는 매년 의료용 인체 뼈 이식 건수가 300만 건 이상이며 건당 가격은 수만에서 100건 이상입니다.{2}}. 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 기회와 도전이 공존하며, 이러한 의학 연구의 이면에는 간과할 수 없는 문제도 있습니다. 임상에서 관절 기능 장애를 치료하기 위해 일반적으로 사용되는 방법 중 하나인 관절 치환술을 예로 들어 보겠습니다. 이 의학적 방법은 관절의 모양과 기능을 회복시킬 수 있습니다. 관절 해부학 및 관절 생체 역학에 대한 심층 연구를 통해 현재 직면하고 있는 두 가지 주요 문제는 다음과 같습니다.
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기술적인 문제: 관절 치환술의 계획은 대부분 전통적인 영상 데이터를 기반으로 하고 있으며, 주로 시술자의 숙련도와 개인의 숙련도에 따라 달라지는 관절염의 정보, 특히 절골 각도 파악에 대한 정보를 종합적이고 정확하게 반영하기 어렵다. 경험. 또한 보철물의 모델이 환자의 실제 해부학적 구조와 일치하지 않아 추후 환자의 관절 기능 회복에 영향을 미치는 문제도 있다.
재료 문제: 의료용 인체 뼈 임플란트 재료의 선택, 이전에 사용된 재료는 스테인리스강, 니켈-크롬 합금, 니켈-티타늄 합금 및 GR5 티타늄 합금이 지난 2~3년 동안 유행했습니다. 이러한 소재는 니켈, 크롬, 알루미늄, 바나듐 등의 유해 원소를 함유하고 있으며 탄성률이 인체의 뼈를 너무 초과하고 인체와의 친화력이 낮아 "Bone Non-stick" 현상이 발생하기 쉽습니다. 발생합니다. 의료계와 시장의 전문가들은 현재 상황을 개선하기 위해 무독성, 무해하고 인간 친화도가 좋은 신소재가 시급히 필요합니다.
솔루션: 기술 솔루션 - 3D 프린팅 기술
3D 프린팅은 금속 분말 또는 플라스틱 대변 접착 재료를 사용하여 디지털 모델 파일을 기반으로 레이어별로 인쇄하여 물체를 만드는 기술입니다.
1. 3D 프린팅 기술은 정밀성과 개인화의 특성을 가지고 있으며, 의료 분야, 특히 인공 관절 보철물 제조 분야에서의 응용은 컴퓨터 지원 설계를 사용하여 지속적으로 확대되고 있습니다.
2. 3D 프린팅 기술은 높은 적응성과 좋은 조직 적합성을 가진 임플란트를 만들어 경조직 결함을 복구하는 데 사용할 수 있습니다.
3. 기술의 지속적인 발전으로 3D 프린팅 기술은 점차 향상될 것이며 임상 정형 외과 질환의 치료에 적용하면 치료 효과를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 환자의 예후를 개선하는 데 특정 촉진 의의가 있습니다.
재료 솔루션 - 탄탈륨 금속 재료:
금속 소재인 탄탈륨은 독특한 장점으로 인해 점점 더 많은 의료 종사자와 재료 연구원을 끌어들입니다.
탄탈륨의 속성
좋은 내식성; 실온에서 탄탈륨은 염산, 진한 질산 또는 왕수와 반응하지 않으며 일반 무기염도 이를 부식시키지 않습니다.
우수한 생체 적합성: 기존의 의료용 금속 재료와 달리 생체 조직은 이식 후 일정 기간 동안 실제 뼈와 같이 탄탈륨에서 자랍니다. 따라서 탄탈륨은 "메탈필"이라고도 합니다.
적절한 탄성 계수: 특수한 기공 구조를 가진 탄탈륨의 탄성 계수는 인간 해면골과 피질골 사이에 있으며 특히 뼈 대체, 관절 대체 및 인간 조직 충전에 적합합니다.
2017년 11월, 우리나라는 개인 맞춤형 3D 프린팅 탄탈륨 금속 패드 이식으로 세계 최초의 무릎 전체 재수술을 완료했습니다. 보고서에 따르면 작업을 완료하는 열쇠는 패드의 컴퓨터 지원 설계와 금속 3D 프린팅의 정밀도에 있습니다. 3D 프린팅으로 제작된 환자 맞춤형 탄탈륨 금속 스페이서는 우수한 착용감과 표면 거칠기를 가지고 있어 거대한 골 결손부를 완벽하게 메우고 골 결손 후 탄탈륨 금속 스페이서 식립의 초기 안정성을 보장합니다. 표면이 거칠고 다공성입니다. 소주골 디자인은 자가골이 금속 기공으로 빠르게 자라게 하여 보철물과 자가골의 장기적인 안정성을 확보하여 수술 과정을 크게 단순화하고 수술 합병증을 줄일 수 있습니다. 모든 신기술은 개발 과정에서 기회와 도전에 직면하며 3D 프린팅 탄탈륨 금속도 예외는 아닙니다. 비용, 효율성, 정밀도 등과 같은 요소에는 모두 단점이 있습니다. 이 기술의 방향은 정확하고 전망은 밝습니다. 앞으로도 많은 연구자들이 의료계에 더 많은 기적을 만들고 대다수의 골질환 환자들에게 더 좋은 소식을 전하기 위해 부단히 노력해야 합니다.
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