고관절 및 슬관절 (무릎관절)의 인공 관절에는 철보다 가볍고 튼튼한 티타늄 합급이 주로 사용되고 있습니다. 최근 나온 인공 관절은 매우 튼튼하고 이식 성공률이 높지만 그럼에도 몇 가지 단점을 지니고 있습니다.
대표적인 단점은 생체 조직이 아닌 이물질이기 때문에 감염에 취약하다는 것입니다. 만약 뼈 속에 넣은 인공관절이 감염되면 그것 자체로 문제일 뿐 아니라 뼈와 인공관절이 분리되면서 결국 새로운 인공 관절 이식 수술이 필요할 수 있습니다.
두 번째 문제점은 주로 사용되는 티타늄 합금인 Ti-6Al-4V이 진짜 뼈보다 더 딱딱해 강한 힘을 받는 경우 뼈에 연결된 부위가 갈라질 위험이 있다는 것입니다. 이는 환자에게 통증을 유발할 뿐 아니라 결국 재수술이 필요하게 만듭니다.
호주 플린더스 대학의 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 Ti-6Al-4V에 3%와 5%의 갈륨을 섞은 새로운 합금을 테스트했습니다. 물론 연구팀은 새 합금을 동물이나 사람에서 시험하기 전에 기본적인 성질을 검증하기 위해 실험실 연구를 먼저 진행했습니다.
갈륨에는 항균성에 있다고 알려져 있습니다. 연구팀은 녹농균을 3% 및 5% 갈륨을 추가 합금과 기존의 Ti-6Al-4V 합금에 노출시켜 생존률을 조사했습니다. 그 결과 6시간 동안 5% 합금에서는 90%, 3% 합금에서는 95%의 녹농균이 죽은 반면 기존의 티타늄 합금에서는 3%만 사멸했습니다. 연구팀은 이 갈륨 합금이 인체 세포에는 영향을 주지 않는다는 점을 확인했습니다.
탄성을 비교했을 때도 3% 합금에서는 37%, 5% 합금에서는 44% 개선되어 뼈와 분리될 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 하지만 그렇다고 해서 강도가 의미 있게 낮아지지도 않았습니다.
연구팀은 앞으로 후속 연구를 통해 갈륨 티타늄 합금이 인공 관절의 새로운 혁신이 될 수 있을지 검증할 계획입니다. 젊었을 땐 모르지만, 나이들면 여기 저기 아프게 마련이고 언젠가 인공관절를 필요로하는 날이 올 수도 있습니다. 가능하면 안헀으면 좋겠지만, 해야 한다면 부작용 없고 안전한 인공관절로 했으면 하는 바램입니다.
참고
https://newatlas.com/medical/gallium-titanium-alloy-hip-knee-implants/
댓글
댓글 쓰기