재료硏, 동아특수금속에 의료용 초미세 결정립 생체세라믹 소재 기술이전

- 임플란트에 사용되는 생체의료용 타이타늄-지르코늄 합금 소재

- 해외 독점 소재 대비 미세조직 2배 치밀화해 

- 산업 일반 장비로도 제조 가능해 상용화 유리

최철진 한국재료연구원장(왼쪽 다섯 번째)과 노윤경 ㈜동아특수금속 대표(왼쪽 여섯 번째)가 기술이전 협약을 체결하고 양측 관계자와 함께 기념촬영 모습. (자료제공: KIMS)

한국재료연구원(KIMS, 원장 최철진) 경량재료연구본부 박찬희 박사 연구팀이 임플란트에 사용되는 생체의료용 초미세 결정립 타이타늄(Ti)-지르코늄(Zr) 합금 소재 제조 기술을 ㈜동아특수금속(대표 노윤경)에 이전했다고 7월 21일 밝혔다. 

이번 기술은 해외 독점 임플란트 소재 대비 미세조직을 2배 치밀하게 개발해 인체 내에서 내구성과 강도가 높다는 것이 장점이다.

생체의료용 순수 타이타늄, 타이타늄-지르코늄, 초미세결정립 타이타늄-지르코늄 강도 비교. (자료제공: KIMS)

세계 치과용·정형외과용 임플란트 시장 규모는 연간 24조 원에 다다른다. 해외 임플란트 선두 기업은 순수 타이타늄 또는 타이타늄 합금보다 가볍고 강한 특성이 우수한 타이타늄-지르코늄 합금 소재를 적용해 세계 시장 점유율 1위를 유지하고 있다.

이에 맞서 KIMS 연구팀은 생체적합성을 결정하는 성분 조성은 해외 소재와 똑같이 유지하되, 결정립 크기를 1.5마이크로미터(㎛, 100만 분의 1m) 수준에서 800나노미터(㎚, 10억 분의 1m) 수준으로 초미세화해 강도를 900MPa(메가파스칼) 수준에서 1200MPa으로 향상했다.

기존 기술로 결정립 크기를 나노미터 수준으로 미세화하기 위해서는 별도 장비가 필수여서 양산에 적용하기 어려웠다. 하지만 이번 기술은 인발(구멍 사이로 가늘게 뽑아내는 금속 공정), 압연(회전하는 롤러 사이로 금속을 통과시켜 가공하는 금속 공정) 등 산업 현장에 이미 적용 중인 장비로 미세화 작업을 해낼 수 있어 상용화에 유리하다.

연구책임자인 KIMS 박찬희 책임연구원은 “본 기술이전을 통해 초미세 결정립 타이타늄-지르코늄 소재가 상용화로 이어져 많은 사람이 안전하고 성능 좋은 임플란트를 사용할 수 있길 바란다”고 전했다. 

KIMS 연구팀과 ㈜동아특수금속은 기술이전 및 협업을 시작으로 내년 상반기에 제품 생산을 계획하고 있다.

한편, ㈜동아특수금속은 대표적인 특수금속 리사이클링(recycling) 기업이다. 의료, 우주항공, 방위산업 등 고부가가치 산업에서 발생하는 타이타늄, 니켈 등 특수금속을 리사이클링 및 국산화하는 기술을 선도하고 있다. 또한, 합금 관련 기술 개발에 지속해서 투자하고 미국, 일본 등 16개국 이상의 해외 시장에도 제품을 수출하는 등 국내외 신소재 시장에서의 입지를 넓히고 있다.

[Ceramic Korea (세라믹뉴스)=이광호 ]