인공뼈․금속소재 대체용도 확대 … 탄소섬유와 혼합해 강도 향상
화학뉴스 2014.12.03
Daicel Evonik은 PEEK(Polyether Ether Ketone)의 의료분야 채용을 적극화하고 나섰다.
특히, CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)를 채용하는 다양한 용도를 개발하고 제안을 시작했다. 인공뼈 등 인체 내부에 이식하는 의료소재는 금속을 지양하는 추세가 확대됨에 따라 일부용도에서는 채용이 시작된 것으로 알려졌다. PEEK의 CFRP화로 적용용도가 확대될 것으로 예상되는 가운데 채용 사례가 있는 용도에 대해서도 물성을 유지하면서 적은 공간을 사용할 수 있는 점 등을 적극적으로 홍보할 계획이다. 의료분야에서는 치료도구를 포함해 금속을 대체하는 소재로서의 잠재적인 수요가 큰 것으로 파악되고 있다. PEEK 수지는 기계적 강도, 내구성, 내마찰성 등이 뛰어난 슈퍼 EP(Engineering Plastic)로 생체적합성을 향상시킨 그레이드는 5-6년 전부터 척추원반, 의치 등에 적용되고 있다. 유럽에서는 Daicel Evonik의 자회사 Evonik Industries가 의료용 전개를 담당하고 있으며 새롭게 CFRP 용도를 개발하고 제안을 본격화하고 있다. 탄소섬유 시트에 PEEK 파우더를 합친 방식과 PEEK 수지와 탄소섬유를 혼합한 시트를 활용하는 방법, 사출성형 등을 제안하고 있다. 탄소섬유를 혼합하면 PEEK 수지를 단독으로 사용할 때에 비해 강도가 크게 향상되기 때문에 같은 물성을 보유하면서도 박막화가 가능해져 높은 강도가 필요한 용도에도 사용할 수 있게 된다. 탄소섬유를 사용하지 않은 5mm 두께의 물성을 탄소섬유를 혼합한 강화 그레이드로는 2mm로도 실현할 수 있는 것으로 알려졌다. 인공뼈, 인공관절 등에는 티탄 등과 같은 금속소재가 주로 사용됐지만, 금속알레르기를 일으켜 문제시되는 사례가 발생하고 있다. 특히, MRI(자기공명영상)을 통해 수술상황을 체크하는 과정에서 인체 내부에 금속부품이 있으면 MRI의 자기와 반응해 폭발할 위험이 있는 것으로 알려졌다. 수술에 사용되는 다양한 치료도구도 비금속화가 추진되고 있어 탄소섬유 강화 PEEK제품이 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 비강화 그레이드는 스테이플러(Stapler) 용도로 활용할 방침이다. Daicel Evonik은 우주항공연구개발기구(JAXA)과 공동으로 개발해 인공위성을 덮는 필름 접합에 금속 스테이플러를 대체해 사용하고 있으며, 의료용에도 확장 적용해 수술과정에서 장기 등을 임시로 봉합하는 용도 등으로 제안할 것으로 알려졌다. 탄소섬유는 일반적으로 고가로 알려지고 있으나 PEEK에 비해서는 저렴하기 때문에 탄소섬유를 혼합함으로써 소재비용을 절감할 수 있다. <화학저널 2014/12/03> |
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