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뼈 잘 붙는 임플란트, 전기연 펨토초 레이저로 만든다

1000조 분의 1초 진동 레이저로 티타늄 표면에 나노구조 만들어
부작용 적고 골융합 잘 돼···기술이전 후 상용화 준비 중
부작용이 적은 임플란트 소재를 만드는 레이저 가공 기술이 나왔다.

한국전기연구원(원장 최규하)은 정보수·이병학 전기의료기기연구센터 박사가 '펨토초 레이저를 이용한 티타늄 표면처리 기술'을 개발했다고 10일 밝혔다.

펨토초 레이저는 1000조 분의 1초 폭을 갖는 진동을 낸다. 진동 반복률이 높고 장시간 안정적으로 작동해 초미세 가공 산업에 활용될 수 있다.

펨토초 레이저의 상용화 조건 중 하나는 가공 속도다. 전기연 연구팀은 펨토초 레이저의 정밀성은 살리면서 산업화가 가능할 정도의 속도를 구현했다. 시야각이 큰 렌즈와 고속 회전 거울이 더해진 이 레이저는 넓은 표면을 안정적으로 처리한다.

전기연의 펨토초 레이저로 효과를 볼 수 있는 것은 티타늄 소재와 체내 이식형 의료기기다. 티타늄은 가볍고 강하며 독성이 없어 의료 분야에 주로 쓰인다. 티타늄 표면에 마이크로 크기 나노 구조를 만들면 물에 친하거나(친수) 기름이 친한(소수) 성질이 된다. 

친수 처리된 티타늄으로 제조된 임플란트는 인체에 주는 부작용이 적다. 친수 임플라트를 사용하면 주변 뼈가 안정적으로 붙는 데도 효과적이다. 반대로 소수 처리된 티타늄으로 만든 체내 이식 의료기기는 몸속 이물반응과 혈액 응고현상을 줄인다. 

정보수 박사는 "펨토초 레이저를 산업에 적용하기 위해 다양한 기초과학 응용분야를 탐색하다가 임플란트 등 의료기기 분야에서 많이 활용되는 티타늄의 표면처리 기술에 주목했다"며 "레이저, 물질, 광학, 가공시스템 분야 동료들과 협업해 펨토초 레이저의 장점을 극대화 할 수 있는 최적 표면처리 시스템을 개발했다"고 말했다.

이 기술을 이전받은 재료‧소재 전문 기업은 상용화를 준비 중이다. 연구팀은 기술이 상품화에 성공하도록 기술자문과 지원을 지속할 계획이다. 

정보수 박사(앞)와 이병학 박사 뒤에 보이는 장비가 펨토초 레이저다. <사진=전기연 제공>정보수 박사(앞)와 이병학 박사 뒤에 보이는 장비가 펨토초 레이저다. <사진=전기연 제공>
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