감염을 방지하는 항균 3D 프린팅 티타늄 인플란트

(WSU researchers tested the new 3D-printed material's resistance to fatigue. Photo by WSU Photo Services)

티타늄 합금은 가볍고 단단하며 부식에 강하면서 인체에 무해한 특징 때문에 인공 고관절과 같은 임플란트 소재로 활용됩니다. 하지만 그래도 완벽한 임플란트 소재라곤 할 수 없는 게 외부 물질이다보니 감염의 원인이 될 수 있기 때문입니다.

인공 고관절처럼 인체 깊숙이 존재하는 임플란트는 쉽게 제거하기 어렵기 때문에 만약 감염이 조절되지 않으면 심각한 문제로 발전할 수 있습니다. 어쩔 수 없이 감염된 임플란트를 제거하고 새로운 임플란트를 넣을 경우 수술이 커질 수밖에 없습니다.

워싱턴 주립 대학의 과학자들은 이 문제를 해결하기 위해 항균성을 지닌 3D 프린팅 티타늄 합금을 개발했습니다. 이 티타늄 합금른 물론 티타늄이 주성분이지만, 전체 성분의 3%가 구리로 되어 있고 10%는 탄탈륨입니다.

사실 구리는 항균 효과로 잘 알려진 금속입니다. 구리는 세균의 외피를 파괴해 세균의 증식을 억제합니다. 탄탈륨의 역할은 임플란트 주변 뼈 조직의 성장을 촉진하는 것입니다. 뼈 조직이 임플란트 주변을 덮으면 인체의 면역 시스템이 작동해 감염을 예방합니다.

연구팀은 쥐를 이용한 동물 실험에서 이 티타늄 합금에 접촉한 황색포도상구균의 87%가 제거되는 것을 확인했습니다. 연구팀의 목표는 99%의 세균을 제거하는 것입니다. 만약 성공을 거둔다면 인공 관절은 물론이고 다양한 임플란트 및 의료 보조 기기 등에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.

참고

https://newatlas.com/medical/titanium-alloy-antibacterial-implants/

https://news.wsu.edu/press-release/2023/11/20/infection-resistant-3d-printed-metals-developed-for-implants/

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2631-7990/ad07e7/meta

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