탄소섬유와 관련된 질문드려요.
3개의 답변이 있어요!안녕하세요. 박형진 과학전문가입니다.
1. CT·X-ray 촬영대
CT와 X-ray 촬영대는 CFRP가 의료산업에서 가장 빈번하게 사용되는 사례 중 하나임. CFRP는 X-ray 등 방사선의 흡수율이 낮아, 적은 방사량에도 효율적인 검사가 가능하기 때문에 방사설비의 사용수명을 늘리는 효과가 있음. 또한, CFRP는 X-ray 투과율이 높아 어떠한 각도에서 촬영하더라도 굴절이 발생하지 않아 검사의 효율을 극대화할 수 있음. 이외에도 CFRP는 B형초음파 검사대와 엑스레이 디텍터(FP-DR) 등에 사용됨. 한편, 최근 일본 Toray는 뇌(腦)외과 수술용 CFRP 거치대를 공개한바 있음.
2. 인공뼈 및 인공관절
CFRP는 인공 생체조직으로 뼈충전재, 내고정용 플레이트, 인공관절, 인공치근, 인공심장 등 다양한 용도로 사용되고 있는데 특히 휨강도, 탄성율 등 특성이 인간의 골격과 비교적 유사함. 이러한 특성으로 교정의학 분야에서 CFRP를 활용한 인공관절이 지속적으로 연구개발되고 있음.
의료기기 업체 Invibio는 탄소섬유강화 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 인공뼈·관절 제품을 개발했는데, 동 소재는 역학적 특성이 뼈와 유사하여 기타 고분자 및 금속제품에 비해 생체적합도가 높고 내마모성이 강해 교정의학 분야의 핵심소재로 부상할 것으로 기대됨.
3. 치아수복
현재 미국·유럽 지역에서 비(非)금속 물질을 사용한 치아수복 임상실험이 빈번하게 진행되고 있는데, CFRP가 치아 및 치근에 사용되던 금속을 대체할 수 있다는 연구결과가 발표되고 있음. 탄소섬유는 금속에 비해 치아와 유사한 역학특징을 보유하고 있으며, 제거 또한 용이하여 재수술이 편리하다는 장점이 있음.
4. 의수 및 의족
의수와 의족이 인체와 연결되는 접합부는 사지를 감싸고 이를 지탱하는 역할을 하는데, 동 부위에는 낮은 중량이 요구되어 탄소섬유는 적합한 소재로 꼽힘. 의수를 감싸는 부분은 폴리에틸렌 레진을, 지탱하는 부분은 탄소섬유를 활용하면 효율적으로 의수에 힘을 전달할 수 있음. 또한, 탄소섬유로 제조한 발목관절은 점프와 같은 동작을 실현할 수 있으며, 발목과 종아리의 접합부에도 탄소섬유를 사용하여 안전성을 높일 수 있음.
5. 휠체어
탄소섬유의 밀도는 1.7g/cm3인데 같은 규격의 알루미늄 합금소재대비 절반이상 가벼우며 강도도 높음. 이에 따라 휠체어의 골자를 주로 이루는 CFRP는 반복적인 높낮이 조절 등의 조작에도 강한 내구성을 보임. 또한, 휠체어에는 환자가 투여받는 약물 등과 접촉이 잦아 내부식성이 강한 CFRP를 사용하면 제품의 사용수명이 대폭 증가할 수 있음.
참고
의료산업에서 탄소섬유 복합소재(CFRP)의 응용
작성자 한국화학섬유협회 21-04-08 18:20
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
의료 장비: 탄소섬유는 경량이면서도 튼튼한 특성을 가지고 있어 의료 장비의 제작에 사용됩니다. 예를 들어, 탄소섬유로 만들어진 X선 테이블, CT 스캐너, 의료 로봇 등이 있습니다. 이러한 장비들은 환자의 편안함과 정확성을 높이는 데 도움을 줍니다.
의료용 기구: 탄소섬유는 의료용 기구의 제작에도 사용됩니다. 예를 들어, 탄소섬유로 만들어진 보철기, 척추 지원기, 의료용 스포츠 장비(예: 의료용 배드민턴 라켓) 등이 있습니다. 탄소섬유의 경량성과 강도는 환자의 편안함과 기능성을 향상시킵니다.
임플란트: 탄소섬유는 임플란트(체내에 삽입되는 의료용 구조물)의 제작에도 사용됩니다. 예를 들어, 탄소섬유로 만들어진 인조 심장판, 관절 임플란트, 이식 재료 등이 있습니다. 탄소섬유는 뛰어난 생체 안정성과 강도를 가지고 있어 임플란트의 내구성과 기능성을 향상시키는 데 도움을 줍니다.
안녕하세요. 정준민 과학전문가입니다.
탄소섬유는 경량이면서도 강도가 높은 소재로서 의료 분야에서 다양한 용도로 사용됩니다. :
의료기기 및 임플란트 제작: 탄소섬유는 의료기기 및 임플란트 제작에 널리 사용됩니다. 예를 들어, 인공 심장판막이나 심장 스텐트와 같은 장기 보강 재료로 사용될 수 있습니다. 탄소섬유의 경량성과 강도는 임플란트가 체내에 적절하게 적용되고 오랜 기간동안 사용될 수 있도록 도와줍니다.
의료용 로봇 및 조작 도구: 로봇 지원 수술(Robotic-assisted surgery)은 최근 의료 분야에서 빠르게 성장하고 있습니다. 탄소섬유는 로봇 조작 도구와 로봇 팔 등에 사용되어 경량성과 고강도를 제공하여 정밀한 조작과 안전한 수술을 가능하게 합니다.
