의료 분야에서 가장 일반적으로 사용되는 금속 - 티타늄

우리나라는 고령화 추세에 따라 심혈관 질환의 발병률이 해마다 증가하고 있으며, 심장 스텐트, 우회술, 심장 박동기 이식 수술을 필요로 하는 환자가 점점 더 많아지고 있습니다. 따라서 심혈관 복구 재료(예: 인공 심장 판막, 혈액 필터, 심장박동기, 인공 심장 펌프 등)에 대한 연구가 의료계의 많은 주목을 받고 있습니다.

인체에는 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘 등 14가지 금속원소가 포함되어 있으며, 이는 인체 전체 금속이온의 99% 이상을 차지합니다. 이 네 가지 금속은 의학에 사용되지 않지만 심장에는 티타늄이 선택되었습니다. 혈관 복구 재료로서 티타늄의 매력은 무엇입니까?

티타늄은 조용하고 독특한 기질을 갖고 있으며, 강철처럼 견고하고, 알루미늄처럼 가볍고, 건강하고 환경 친화적인 '생체친화성 금속'인 것으로 밝혀졌습니다. 티타늄 금속의 기질을 하나씩 밝혀 봅시다.

철, 구리, 알루미늄 등 모든 금속은 산화되어 녹슬게 되어 인체에 유해합니다. 그러나 티타늄은 생물과의 친화성이 높을 뿐만 아니라, 티타늄의 산화는 인체에 ​​무해하고 산화막만 형성할 뿐입니다. 이 산화막은 접착력이 강하고 불활성이 높으며 질감이 매우 치밀합니다. 따뜻하고 부드러운 촉감을 선사할 뿐만 아니라 내부의 티타늄 합금을 보호해 줍니다. 인체의 내부 환경은 기본적으로 티타늄에 손상을 주지 않습니다. 백년 동안 바닷물에 넣어도 손상되지 않습니다.

티타늄은 또한 내마모성과 부식성에 강하고 기관벽에 대한 자극이 적으며 나중에 인체에 적극적으로 영향을 미치지 않습니다. 티타늄은 항균 특성을 갖고 있어 박테리아가 자라지 않고 수십 년 동안 인체에 사용될 수 있습니다.

티타늄은 비자성이며 화학적으로 안정합니다. 감지 중에 기기를 방해하지 않습니다. 자기공명 분광법에서는 티타늄으로 인한 인공물이 드물게 나타납니다.

적합할 뿐만 아니라 "내구성"도 충분합니다. 티타늄의 온도가 315도 이하에서는 산화피막이 안정된 특성을 유지할 수 있고 강도도 충분히 우수합니다. 인장/항복강도가 높고 복원력이 크며 성형 후에도 쉽게 변형되지 않습니다. 물론 가볍기도 합니다.

1977년 우리나라에서는 산업화된 순수 티타늄 인공 대퇴골두 치환술을 환자에게 시행했습니다. 30년간 관찰한 결과 티타늄 보철구의 표면이 매끄러우며, 직경의 큰 변화도 없고, 통증도 없으며, 장기적인 치료효과가 좋은 것으로 확인되었습니다.

티타늄의 '생체친화성' 특성으로 인해 인체 조직과의 생체 적합성이 좋고 독성 부작용이 없어 의료 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

현재 수술용 임플란트에 티타늄 합금을 사용하는 비율은 연간 5%-7%씩 증가하고 있습니다. 보고서에 따르면 의료 분야에서 티타늄의 적용은 주로 고관절과 무릎 관절에 집중되어 각각 40%와 36%를 차지합니다. 티타늄은 의료산업에서 중요한 위치를 차지할 뿐만 아니라 인류사회에서도 큰 역할을 담당하고 있습니다. 우주공간의 가혹한 조건에 적응할 수 있는 최고의 항공우주 소재이자 인체에 안전하게 이식되어 신체의 일부가 될 수 있는 의료용 소재이기도 합니다.

그러한 귀금속으로서 앞으로 티타늄이 점점 더 많은 사람들의 일상생활에 도움이 되어 더 나은 삶을 살 수 있게 되기를 바랍니다.