• 기계와재료
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• 제10권2호통권36호
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• pp.16-26
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• 1998

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.49.1-49.1
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• 2009

최근 손상된 생체조직의 재생 또는 대체를 위하여 다공성의 지지체(scaffold)를 이용하는 연구가 활발히 이루어져 왔다. 지지체 재료는 조직 재생을 목적으로 하는 경우에는 생분해성 고분자, 생흡수성 세라믹스 또는 이들의 복합재료가 사용되고, 조직 대체를 목적으로 하는 경우에는 금속 또는 세라믹스 재료가 단독으로 사용된다. 현재 경조직 대체를 위한 임플란트 재료로 사용되고 있는 금속재료 중 대부분이 타이타늄 또는 타이타늄 합금이다. 타이타늄은 비강도, 내식성이 우수하며, 생체 내 환경에서 부동태피막 재생 속도가 빠르고, 섬유상 결체조직 형성 두께가 얇아 생체의료용 소재로서 각광을 받고 있다. 다공성 타이타늄은 기존 타이타늄 소재의 장점에 다공체의 구조적인 특성을 부가하여 하중을 받는 골 결손부에 사용될 경우 뼈와의 탄성계수 차이에서 기인하는 응력차폐(stress shielding) 효과를 최소화할 수 있고, 다공체 내부로 골조직 성장을 유도할 수 있어 지지체와 골조직이 일체화되는 골융합 효과의 극대화를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 기공 구조를 다양하게 제어할 수 있고, 3차원적 연결 기공구조를 만들 수 있는 적층조형(layer manufacturing) 기술을 이용하여 3차원 다공성 타이타늄 지지체를 제조하였으며, 이에 대한 세포독성, 조골세포 증식능 등 in vitro 생체적합성을 평가하고, Rat model 을 이용한 in vivo 생체적합성을 평가하였다. 또한 지지체의 골조직 재생 유도성의 증대를 위한 생체활성처리 영향도 분석 평가하였다.

• 오토저널
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• 제9권4호
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• pp.5-14
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• 1987

세라믹스는 내열성, 고온강도, 내creep성, 내식성, 내마모성이 우수하며 경량이라는 점등, 금속재료 나 유기고분자재료와 비교화여 구조재료로서 이용하기 위한 많은 우수한 성질을 구비하고 있다. 따라서 세라믹스를 고효율 열기관, 정밀기계 가공부품, 생체재료(Bio-ceramics) 등의 신분야 즉, 금속재료나 유기고 분자재료로는 기대할 수 없는 가혹한 사용조건하에서 구조재료로의 이용이 기 대되고 있으며 엔진부품, 치골재료, seal재 등 일부에서는 실용화 되고 있기도 한다. 그러나 세 라맥스재료는, 강도는 실온에서도 금속재료에 필적하는 것이 얻어지고 있으나 인성(toughness)이 낮고 깨지기 쉬우며 안정성 및 신뢰성이 결핍되어 있어 사용상 큰 문제점으로 되어있다. 따라서 세계선진각국에서는 세라믹재료의 신뢰성을 높이기 위해 세라믹스의 고강도, 고인성화에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 필자는 세라미엔진부품에 이용되고 있거나 가까운 장래에 이용이 가능한 각종 부품들에 대해 소개하고 세라믹엔진의 실용화를 위한 최근의 연구동향을 정리하여 소개하고자 한다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제9권1호
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• pp.30-36
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• 1995

지금까지 TV와 모니터에서 발생되는 유해한 전자파와 정전기에 대해서는 단순한 차폐방법으로만 대응해 왔다. 본 연구에서는 이와는 달리 생체에 유익한 특성을 역으로 제공하는 방법에 착상하여 생체에 유익한 것으로 알려진 원적외선이 방사되도록 특수세라믹스를 브라운관에서 적용하고 이를 이용하여 생체실험을 한 결과, 일반 TV와 모니터에서보다 국화는 약 1.5배, 초파리와 올챙이는 약 2배 향상된 생명력이 나타났다. 결과적으로 원적외선이 방사되는 특수처리한 브라운관이 생체유익효과를 제공한다는 사실이 입증되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권1호
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• pp.45-50
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• 2004

Ca/P 비가 각각 1.62, 1.67, 1.72인 수산화아파타이트(Hydroxyapatite, HA) 세라믹스를 제조하고, HA 표면에서 수용액에 의하여 일어나는 용해현상을 고찰하였다. 수용액에서 3일간 침적시킨 경우 입계에서부터 용해가 시작되었으며, 침적시간이 10일로 증가하면서 이러한 입계용해에 의한 HA 세라믹스의 미세구조적 분해 현상은 비화학양론적 조성, 즉 Ca/P 비가 1.62 또는 1.72인 시편에서 두드러지게 나타났다. 주목할만한 것은, 용해가 진행되는 동안 세라믹스의 표면에는 골식세포의 흡수 과정에서 흔히 볼 수 있는 표면 결함(lacunae)과 매우 유사한 모양을 갖는 원형의 빈 공간(cavity)이 형성되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.386-386
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• 2010

최근 널리 보급되고 있는 치과용 임플란트는 티타늄(Ti) 또는 티타늄 합금(Ti-6Al-4V) 보철과 크라운을 연결하여 사용하고 있다. 티타늄은 생체 친화성이 우수하나, 생체 활성도가 없어 치유기간이 긴 단점이 있다. 이를 보완하기 위해 인체 경조직과 유사한 수산화아파타이트(hydroxyapatite, $Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2)$를 티타늄 임플란트 표면에 코팅하는 방법이 연구되고 있으나 수산화아파타이트 코팅은 티타늄과의 접착성이 나쁘기 때문에 시술 및 사용과정에서 코팅층이 임플란트로부터 박리되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 티타늄과 수산화아파타이트 사이에서 접착력을 향상시키는 buffer layer로서 지르코니아(8YSZ, 8mol% Yttria-stabilized zirconia)를 연구하였다. 지르코니아는 고온에서 안정하며, 티타늄 합금과 수산화아파타이트 사이의 반응을 방지하며, 박막밀도와 기계적 강도가 좋은 생체세라믹스이다. 지르코니아 박막을 펄스 레이저 증착법을 이용하여 증착 온도 $600^{\circ}C$, 레이저 fluence $2\;J/cm^2$에서 산소($O_2$) 분압을 바꿔 가며 증착하였다. 그 위에 수산화아파타이트 박막을 역시 펄스 레이저 증착법으로 증착하였다. Scratch test와 Pull-off test를 통해 접착력을 평가한 결과 지르코니아 buffer layer 삽입에 의해 티타늄 합금과 수산화아파타이트 사이의 접착력이 향상되었음을 확인하였다. 또한 산소분압이 박막의 특성 및 접착력에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2003년도 추계총회 및 연구발표회 초록집
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• pp.155.2-155
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• 2003

• 한국결정성장학회지
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• 제14권3호
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• pp.83-89
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• 2004

본 연구에서는 우수한 생체적합성과 높은 기계적 성질을 갖는 아파타이트 생체세라믹스를 제조하기 위하여 수산화아파타이트(HA, $Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2/TiO_2$ 생체복합분말을 제조하였다. HA/$TiO_2$ 생체복합분말은 침전법과 졸겔법으로 각각 제조된 $TiO_2$ 분말과 수열합성법으로 제조된 HA 분말을 1:1의 무게분율로 혼합하여 제조하였다. HA/$TiO_2$ 생체복합분말은 $TiO_2$와 HA 입자의 크기와 모양에 따라 미세구조의 차이를 나타냈으며, $TiO_2$와 HA의 입자 크기가 서로 다른 복합분말의 경우, 작은 입자는 큰 입자의 표면에 둘러싸고 있었으나, $TiO_2$와 HA의 입자 크기가 비슷한 복합분말의 경우, $TiO_2$와 HA 입자가 서로 분산되어 균일한 미세구조를 가지고 있었다 균질한 미세구조를 갖는 복합분말은 소결체 제조 시 높은-소결밀도와 우수한 기계적 특성을 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제14권1호
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• pp.35-40
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• 2004

In this study, dissolution characteristics of four types of commercial calcium phosphate ceramics were investigated in distilled water with respect to chemical composition and microstructure. For all samples, no significant damage was observed after 3 days of immersion. Following the 7 days of immersion, surface dissolution of the ceramics containing a crystalline phase susceptible to water such as TCP, even pure hydroxyapatite, was initiated at grain boundaries and the dissolution was extended interior to the material along the grain boundaries. In the considerably dissolved area, there was grain separation followed by the formation of 20 $\mu\textrm{m}$ of cavities. In at least one case, the residual pores on the surface appeared to initiate dissolution. In a dissolved area, a crack during the fracture propagates along the grain boundaries resulting in intergranular fracture, while transgranular fracture occurs in a dense area without significant dissolution.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1996년도 춘계학술대회
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• pp.130-132
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• 1996

It is well known when porous calcium phosphate ceramics are used as a bone graft substitute, new tissues or blood vessels are grown into the porous implant due to their excellent biocompatibility. In this study, the ${\beta}$-crystalline form of calcium metaphosphate, $Ca(PO_{3})_{2}$ is prepared by the controlled thermolysis of monocalcium phosphate, $Ca(H_{2}PO_{4})_{2}$. The diameter of cylindrical pores formed during cooling was controlled by a holding time at the melting point of a monocalcium phosphate and by the change of a recrystallization temperature, to obtained the most appropriate size (about $200{\mu}m$) of pores. It was observed that the increasing holding time at the melting point of monocalcium phosphate results in the decreases of pore sizes.