| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 가을 (11/07 ~ 11/09, 여수 디오션리조트) |
| 권호 | 24권 2호 |
| 발표분야 | B. 나노화학/바이오 재료 분과 |
| 제목 | 이론적 접근에 의한 치아 임플란트 적정 소재 개발 |
| 초록 | 21세기에 들어서며 수명 증가와 사람들의 건강에 대한 관심 증가에 따라 임플란트 관련 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구는 그 중 치아 임플란트 적정 소재의 개발에 집중한다. 현재 치아 임플란트 소재로는 가 널리 이용되고 있다. 그러나 이 합금은 뼈와 탄성계수 차이가 크고 과 가 체내에서 독성을 가져 신합금 개발의 필요성이 강조되고 있다. 이에 따라 본 연구자는 치아 임플란트에 활용될 수 있는 신합금을 제안하는 연구를 진행하고자 한다. 연구자는 우선 생체적합성과 경제성을 기준으로 합금 개발에 사용될 수 있는 세 개의 원소를 선정하고자 했다. 문헌조사를 통해 , , 이 적절함이 드러났다. 따라서 이 세 개의 원소로 만드는 합금을 로 표현하고 몰수의 비를 로 정의했다. 본 연구의 핵심적인 부분은 이와 같은 형태로 표현되는 합금의 탄성계수를 와 에 대한 이변수함수 형태로 표현하고, 이 함수의 값이 골조직의 탄성계수인 에 가장 가깝도록 하는 와 를 구하는 것이다. 함수를 구하는 과정에서는 선형회귀분석을 사용했다. 탄성계수 식이 원자들 간의 상호작용을 고려할 때 이차식 형태로 나타날 것이라는 가설을 세우고, 기존 연구의 실험 데이터 50개를 이용해 탄성계수를 나타내는 적정함수가 로 표현된다는 사실을 찾아냈다. 여기에서 더 나아가 본 연구는 이 함수를 와 로 편미분해, 각 금속원소의 추가가 전체 탄성계수에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하고자 했다. 그 결과, 의 영향은 조성비에 따라 다르며, 은 항상 탄성계수를 높이는 영향을 가짐을 발견했다. 마지막 과정으로, 최종 목표인 적절한 합금의 조성비를 찾고자 phase diagram을 이용해 와 에 대한 제약식을 만들고, 라그랑주 승수법을 이용해 탄성계수 함수의 최소점과 최솟값을 찾았다. 최솟값은 탄성계수 식이 나타낼 수 있는 값 중, 골조직의 탄성계수와 가장 가까운 값으로 드러났다. 최종적으로 본 논문이 개발을 제안하는 합금은 약 의 탄성계수를 가지는 이다. 본 연구는 물리이론을 바탕으로 한 탄성계수 식 모델링과 역문제에 이론적 배경을 둔 통계적 기법을 통해, 신합금 개발을 위한 새로운 방법론을 제시한다. |
| 저자 | 감성훈, 김재선 |
| 소속 | 서울대 |
| 키워드 | <P>치아 임플란트; 이론적인 추론; 탄성계수</P> |
