"초미세 타이타늄·지르코늄 소재 국산화"…재료硏, 동아특수금속에 기술이전

국내 연구진이 임플란트용 소재 기술 국산화에 성과를 냈다. 한국재료연구원(KIMS) 경량재료연구본부 박찬희 박사 연구팀은 생체의료용 초미세 결정립 타이타늄(Ti)-지르코늄(Zr) 합금 소재 기술을 동아특수금속에 이전했다고 21일 밝혔다.

해당 기술은 기존 해외 독점 임플란트 소재보다 미세조직을 2배 이상 치밀하게 구현했다. 그 결과, 인체 내 사용 시 내구성과 강도가 더욱 우수하다는 평가다.

글로벌 치과용·정형외과용 임플란트 시장은 연간 약 24조 원 규모에 달한다. 해외 선두 업체들은 기존 순수 타이타늄이나 타이타늄 합금보다 더 가볍고 강한 Ti-Zr 합금 소재를 활용해 세계 시장 점유율 1위를 유지하고 있다.

이에 맞서 KIMS 연구팀은 해외 소재와 동일한 생체적합성 성분 조성을 유지하면서도 결정립 크기를 1.5마이크로미터(㎛)에서 800나노미터(㎚) 수준으로 초미세화했다. 이를 통해 기존 900MPa 수준이던 소재 강도를 1200MPa까지 끌어올렸다.

그동안 결정립을 나노미터 수준으로 줄이기 위해서는 별도의 고가 장비가 필요해 양산이 어렵다는 한계가 있었다. 그러나 이번 기술은 인발, 압연 등 이미 산업 현장에서 사용 중인 장비만으로 초미세화를 구현할 수 있어 상용화에 유리하다.

박찬희 책임연구원은 "이번 기술이전을 통해 국산 초미세 Ti-Zr 소재가 상용화돼 더 많은 사람들이 안전하고 성능이 뛰어난 임플란트를 사용할 수 있게 되길 기대한다"고 밝혔다.

KIMS와 동아특수금속은 기술이전 협약을 바탕으로 내년 상반기 중 제품 생산에 돌입할 계획이다. 동아특수금속은 의료, 우주항공, 방위산업 등 고부가가치 산업에서 발생하는 타이타늄, 니켈 등 특수금속을 리사이클링 및 국산화하는 기술을 보유한 국내 대표 기업이다. 최근엔 미국, 일본 등 16개국 이상에 제품을 수출하며 글로벌 신소재 시장에서 입지를 강화하고 있다.