KR101207750B1 - 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷 및 이를 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법 - Google Patents

생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷 및 이를 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷 및 이를 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법에 관한 것으로서, 시편; 상기 시편과 이격되어 설치된 보조전극; 상기 시편 및 상기 보조전극의 일부가 삽입되어 상기 시편 및 상기 보조전극을 고정시키는 고정대; 상기 시편에 연결된 시편전선과 상기 보조전극에 연결된 보조전극전선이 상기 고정대를 관통하여 연결되는 임피던스 측정기;를 포함하여 이루어지며, 상기 시편은 생체분해성 마그네슘합금 또는 마그네슘 중 어느 하나이고, 상기 보조전극은 티타늄합금(Ti-6Al-4V) 또는 백금 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 종래와 달리, 2전극만을 이용하고, 전반적인 부식평가킷의 크기를 최소화하여 생체내에 용이하게 임플란트될 수 있으며, DC전류를 이용하지 않아 시편의 손상이 없고, 그로 인해 자연상태에서의 부식특성 평가가 가능하며, 지속적인 측정의 정확성을 현저히 향상시킬 수 있고, 생체재료용 마그네슘 및 그 합금의 부식평가에 최적화함으로써, 생체내 반응에 의해 분해되어 발생하는 생성물들의 층 각각에 대해 부식특성을 한번에 평가할 수 있으므로, 부식메커니즘 규명 및 정확한 부식평가가 가능한 장점이 있다.

Description

생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷 및 이를 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법 {CORROSION ESTIMATION KIT OF BIODEGRADABLE MAGNESIUM ALLOYS AND CORROSION ESTIMATION METHOD OF BIODEGRADABLE MAGNESIUM ALLOYS USED THEREOF}
본 발명은 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷 및 이를 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생체내에 삽입될 수 있는 초소형이면서도 생체내에 손상을 입히지 않으며, 생체내의 부식특성을 효과적으로 측정할 수 있는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷 및 이를 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법에 관한 것이다.
최근 생체분해성 마그네슘이나 마그네슘 합금에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 뼈의 접착을 위한 고정나사 등에 일부 생체분해성 마그네슘이나 그 합금이 사용되기 시작하였다.
그러나 현재는 생체분해성 마그네슘 재료에 대한 분해속도를 제조과정에서 일부 측정하는 것에 불과하고, 실제 생체내에서의 마그네슘재료의 분해속도의 측정은 생체 내 환경의 복잡한 메커니즘으로 인해 그 정확도가 현저히 떨어지는 문제가 있다.
이에, 생체 내 금속의 부식평가방법으로서, 선형분극저항 측정법(LPR, linear polarization resistance)을 사용하고 있다.
그러나, 선형분극저항 측정법은 필수적으로 3전극시스템이 필요하여 시험킷의 크기가 커짐으로 인해, 생체내에 삽입하기 어려운 문제가 있으며, DC전류를 이용하므로 생체에 손상을 주는 문제가 있을 뿐만 아니라, 이러한 손상으로 자연상태의 부식평가가 어려우며, 지속적인 측정을 저해하는 요소로 작용하는 단점이 있다.
또한, 선형분극저항 측정법은 시편전체의 분극저항값을 측정하여 시편의 부식특성을 평가하는 것으로, 다수의 층으로 이루어진 시편의 경우에는 각 층의 부식특성을 평가할 수 없는 문제가 있다.
특히, 생체분해성 마그네슘 재료의 경우, 생체내 반응에 의해 분해됨으로써, 표면에 형성되는 인산칼슘, 수산화인회석 등의 생성물들로 인해 생체안정성, 골형성촉진 등의 생체내 반응에 지대한 영향을 미치게 되므로, 각 층 표면의 부식특성 평가가 중요한 요소라 할 수 있는 바, 선형분극저항 측정법으로는 부식측정에 한계가 있다.
따라서, 종래 생체내 부식평가방식인 선형분극저항 측정법과 다른 새로운 측정방식의 도입과 이를 간단하게 측정하기 위해 생체내 환경에 최적화된 부식평가장치의 개발이 요구되어 왔다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 종래와 달리, 2전극만을 이용하고, 전반적인 부식평가킷의 크기를 최소화하여 생체내에 용이하게 임플란트될 수 있도록 최적화한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷 및 이를 이용한 부식평가방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, DC전류를 이용하지 않아 시편의 손상이 없고, 그로 인해 자연상태에서의 부식특성 평가가 가능하며, 지속적인 측정의 정확성을 현저히 향상시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 생체재료용 마그네슘 및 그 합금의 부식평가에 최적화함으로써, 생체내 반응에 의해 분해되어 발생하는 생성물들의 층 각각에 대해 부식특성을 한번에 평가할 수 있으므로, 부식메커니즘 규명 및 정확한 부식평가가 가능한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷 및 이를 이용한 부식평가방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 전극 및 고정대에 생체내 반응에 의해 생체에 영향을 미치지 않는 재료를 사용하고, 부식평가킷의 전극간 거리 등을 최적화함으로써, 생체 내에 영향을 미치지 않으면서도, 정확하게 생체내의 부식특성 변화를 실시간으로 측정할 수 있고, 용이하게 정량화된 부식평가를 할 수 있는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷 및 이를 이용한 부식평가방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷은, 시편; 상기 시편과 이격되어 설치된 보조전극; 상기 시편 및 상기 보조전극의 일부가 삽입되어 상기 시편 및 상기 보조전극을 고정시키는 고정대; 상기 시편에 연결된 시편전선과 상기 보조전극에 연결된 보조전극전선이 상기 고정대를 관통하여 연결되는 임피던스 측정기;를 포함하여 이루어지며, 상기 시편은 생체분해성 마그네슘합금 또는 마그네슘 중 어느 하나이고, 상기 보조전극은 티타늄합금(Ti-6Al-4V) 또는 백금 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 시편과 상기 보조전극간의 거리는 0.5mm 내지 3mm인 것을 특징으로 하며, 실리콘 재질로, 상기 시편 및 상기 보조전극과 상기 고정대와의 접촉부에 위치하는 방수부;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정대는, 상기 시편 및 상기 보조전극이 삽입되는 삽입부; 상기 삽입부의 하부에 전선이 관통하도록 형성된 전선관통부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 고정대는 아크릴 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 시편 및 상기 보조전극의 최대두께는 1mm 내지 3mm인 것을 특징으로 하며, 상기 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷은, 어느 방향에서든지 최대 길이가 5mm 내지 10mm인 것을 특징으로 하고, 상기 시편이 다층으로 구성된 경우에, 각 층의 부식속도를 동시에 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷은, 전기화학적 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy)을 통해 상기 시편의 부식속도를 평가하는 것을 특징으로 하며, 상기 임피던스 측정기의 주파수는 100kHz 내지 10mHz이며, 진폭은 10mV 내지 30mV인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 삽입부의 폭은 1.5mm 내지 3mm이고, 상기 전선관통부의 폭은 0.8mm 내지 1.4mm인 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷을 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법은, 생체의 일부를 절개하고, 상기 생체에서 시편이 임플란트될 부분을 천공하는 생체절개단계; 상기 시편, 상기 시편과 이격되어 설치된 보조전극, 상기 시편 및 상기 보조전극의 일부가 삽입되어 상기 시편 및 상기 보조전극을 고정시키는 고정대 및 상기 시편에 연결된 시편전선과 상기 보조전극에 연결된 보조전극전선이 상기 고정대를 관통하여 연결되는 임피던스 측정기를 포함하여 이루어진 부식평가킷을 준비하는 준비단계; 상기 부식평가킷을 상기 천공된 부분에 임플란트하는 임플란트단계; 상기 임플란트된 부식평가킷에서 상기 시편전선 및 상기 보조전극전선의 일부와 상기 임피던스 측정기는 상기 생체 외부에 위치한 상태로 봉합하는 봉합단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 봉합단계 이후에, 상기 생체 외부에 노출된 상기 임피던스 측정기를 이용하여, 전기화학적 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy)을 통해, 상기 시편의 부식속도를 평가하는 부식평가단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 생체절개단계에서, 상기 시편은 생체분해성 마그네슘합금 또는 마그네슘 중 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 상기 준비단계에서, 상기 보조전극은 티타늄합금(Ti-6Al-4V) 또는 백금 중 어느 하나이며, 상기 시편과 상기 보조전극간의 거리는 0.5mm 내지 3mm인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷 및 이를 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법에 따르면, 종래와 달리, 2전극만을 이용하고, 전반적인 부식평가킷의 크기를 최소화하여 생체내에 용이하게 임플란트될 수 있는 장점이 있다.
또한, DC전류를 이용하지 않아 시편의 손상이 없고, 그로 인해 자연상태에서의 부식특성 평가가 가능하며, 지속적인 측정의 정확성을 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 생체재료용 마그네슘 및 그 합금의 부식평가에 최적화함으로써, 생체내 반응에 의해 분해되어 발생하는 생성물들의 층 각각에 대해 부식특성을 한번에 평가할 수 있으므로, 부식메커니즘 규명 및 정확한 부식평가가 가능한 장점이 있다.
뿐만 아니라, 전극 및 고정대에 생체내 반응에 의해 생체에 영향을 미치지 않는 재료를 사용하고, 부식평가킷의 전극간 거리 등을 최적화함으로써, 생체 내에 영향을 미치지 않으면서도, 정확하게 생체내의 부식특성 변화를 실시간으로 측정할 수 있고, 용이하게 정량화된 부식평가를 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷의 단면도
도 2는 본 발명에 따른 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷의 고정대 단면도
도 3은 본 발명에 따른 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷의 고정대 평면도
도 4는 본 발명에 따른 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷을 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법을 순차적으로 나타낸 순서도
이하, 본 발명에 의한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷 및 이를 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법에 대하여 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
도 1 내지 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷은, 시편(10), 보조전극(20), 고정대(30) 및 임피던스 측정기(40)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 시편(10)는 어떠한 금속이라도 사용가능하나, 본 발명은 생체분해성 마그네슘 또는 생체분해성 마그네슘합금 중 어느 하나에 최적화되었는 바, 이를 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 시편(10)은 보조전극(20)과 비슷한 크기로, 전극 역할을 할 수 있도록 구성하며, 그 형태는 어떠한 것이든 무방하나, 봉 형태로 구성하는 것이 표면적이 커지며, 생체내에 손상을 입히지 않고 삽입가능하므로, 바람직하다.
다음으로, 보조전극(20)은 상기 시편(10)과 이격되어 설치되는 것이 바람직하며, 시편(10)과 유사한 크기 및 형태로 구성되는 것이 시편(10)의 대응전극 및 기준전극으로서의 역할하는데 효과적이다.
상기 보조전극(20)의 재질은 티타늄합금(Ti-6Al-4V) 또는 백금 중 어느 하나인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 티타늄합금(Ti-6Al-4V)인 것이 가장 효과적이다.
종래에는 흑연(graphite)을 일반적으로 전극으로 사용하나, 본 발명에서는 생체내 물질과의 반응으로 인해 부식특성평가에 영향을 미치지 않으면서도, 생체에 영향을 미치지 않는 생체적합성이 우수한 물질로써, 수차례의 실험결과 상기 물질을 사용하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났다.
상기 시편(10)과 상기 보조전극(20)간의 거리는 0.5mm 내지 3mm인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1mm 내지 1.5mm, 가장 바람직하게는 1mm인 것이 효과적이다. 0.5mm미만인 경우에는 시편(10)과 보조전극(20)간의 간섭에 의해 저항값의 정확도가 현저히 떨어지는 문제가 잇으며, 3mm를 초과하는 경우에는 부식평가킷의 크기가 비효율적으로 커지면서 생체내 삽입이 어려울 뿐만 아니라, 부식평가의 정확성 또한 저하되는 문제가 있다.
또한, 상기 시편(10)과 상기 보조전극(20)의 가장 두꺼운 부분의 두께(d,g)는 1mm 내지 3mm인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1.5mm 내지 2.5mm, 가장 바람직하게는 2mm인 것이 효과적이다. 1mm미만인 경우에는 전극으로써 효과적으로 작용하기 어려운 문제가 있으며, 3mm를 초과하는 경우에는 시편(10)과 보조전극(20)간의 간섭에 의해 저항값의 정확도가 현저히 떨어지고, 두꺼워서 생체내 삽입이 어려운 문제가 있다.
다음으로, 고정대(30)는 상기 시편(10) 및 상기 보조전극(20)의 일부가 삽입되어 상기 시편(10) 및 상기 보조전극(20)을 고정시키는 역할을 한다.
고정대(30)는 도 1 내지 도 3에 나타난 바와 같이, 시편(10)과 보조전극(20)을 효과적으로 고정시킬 뿐만 아니라, 이들과 연결된 전선을 임피던스 측정기(미도시)로 인출시키는 역할까지 수행한다.
상기 고정대(30)는 생체내에 삽입되어야 함으로, 체내 임플란트 후에 시편(10)이 움직이지 않도록 고정시키는 것으로, 체내의 움직임에 따라 시편(10)이 움직이지 않게 하기 위해 적절한 강도를 지녀야 할 뿐만 아니라, 체내 물질과 반응을 일으키지 않아야 한다. 이에, 본 발명자는 수차례의 실험을 통해 소형으로 제작가능하면서도 적절한 강도를 가지며, 체내반응성이 없는 물질로 아크릴을 사용하였다.
또한, 고정대(30)는 도 2 내지 도 3에 나타난 바와 같이, 구체적으로 상기 시편(10) 및 상기 보조전극(20)이 삽입되는 삽입부(31)와 상기 삽입부(31)의 하부에 전선이 관통하도록 형성된 전선관통부(32)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 삽입부(31)의 폭(i)은 1.5mm 내지 3mm인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.8mm 내지 2.2mm인 것이 효과적이며, 전선관통부(32)의 폭(h)은 0.8mm 내지 1.4mm인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1mm 내지 1.2mm인 것이 효과적이다.
상기 범위를 벗어나는 경우에는 고정대(30)와 시편(10) 및 보조전극(20)의 결합력이 약해짐으로 인해 내구성이 저하되거나, 시편(10) 및 보조전극(20)이 전선관통부(32)쪽으로 밀려나는 문제가 있으며, 전반적인 부식평가킷의 내구성 및 소형화에 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 방수부(f)는 시편(10) 및 보조전극(20)과 고정대(30)와의 접촉부에 위치하며, 이는 실리콘 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
방수부(f)는 도 1에 나타난 바와 같이, 시편(10) 및 보조전극(20)과 고정대(30) 사이에 부가적으로 형성됨으로써, 체액의 침투를 방지하고 시편(10) 및 보조전극(20)의 노출표면적을 제어하는 역할을 한다.
수차례의 실험을 통해, 생체 반응성이 없으면서도, 체액의 침투를 효과적으로 방지하며, 노출표면적을 제어하기 용이한 물질로써, 실리콘이 가장 바람직한 것으로 밝혀져, 이를 사용하였다.
다음으로, 임피던스 측정기(미도시)는 상기 시편(10)에 연결된 시편전선(41)과 상기 보조전극(20)에 연결된 보조전극전선(42)이 상기 고정대(30)를 관통하여 연결된다. 이는 실질적으로 임피던스를 측정함으로써, 생체분해성 마그네슘의 분해속도 등의 부식특성을 측정하기 위해 설치되며, 임피던스 측정이 가능한 것이면, 어느 것이든 무방하다.
임피던스 측정기(미도시)는 시편(10)에 연결된 시편전선(41)과 보조전극(20)에 연결된 보조전극전선(42)과 연결되며, 상기 임피던스 측정기의 주파수는 100kHz 내지 10mhz이고, 진폭은 10mV 내지 30mV인 것이 바람직하다.
상기 주파수 및 진폭의 범위를 벗어나는 경우에는 생체내에서 생체분해되는 마그네슘 또는 그 합금의 분해속도 측정의 정확도가 저하되는 문제가 있다.
즉, 본 발명의 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷으로, 생체분해성 마그네슘의 분해속도를 측정하는 방법은 전기화학적 임피던스 분광법을 이용하는 것이 바람직하다. 이는 생체내에 손상을 주지 않으면서도 2전극 소형의 부식평가킷 제작이 가능하며, 생체분해성 마그네슘합금의 부식특성 평가에 가장 효과적이다.
이렇게 본 발명의 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷을 이용한 생체분해성 마그네슘의 분해속도의 측정방식을 간략히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 생체내 반응 등으로 다층으로 구성된 생체분해성 마그네슘의 각 층이 생체내 전해액과 반응하여 각각의 커패시턴스(capacitance) 및 인덕턴스(inductance)값을 가지게 되며, 이에 대해 분석하면, 각 층의 커패시턴스(capacitance), 인덕턴스(inductance), 저항(resistance)값이 정량적으로 산출되며, 이를 바탕으로, 각 층의 임피던스를 측정할 수 있으므로, 각 층의 특성을 동시에 분석할 수 있다.
이러한 방식으로 임피던스 측정기를 통해 측정된 임피던스값(Rp)은 다음 식에 의해 전류밀도로 환산된다.
icorr= Ba x Bc / 2.3 x Rp x (Ba + Bc)
이렇게 구해진 전류밀도를 다음식에 의해 다시 부식속도로 환산한다.
부식속도 (mm/y) = 0.00327 x icorr x a / nD
(a : 원자량(g/몰), n : 원자당 교환된 전자의 수, D : 밀도(g/cm3))
상기와 같은 방식을 이용하여, 생체분해성 마그네슘의 분해속도를 측정하게 된다.
또한, 본 발명의 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷은 상기 방식을 이용하여, 시편(10)이 다층으로 구성된 경우에, 각 층의 부식속도를 동시에 측정이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷은 어느 방향에서든지 최대 길이가 5mm 내지 10mm인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 6mm 내지 8mm, 가장 바람직하게는 7mm인 것이 가장 효과적이다. 5mm미만인 경우에는 전극간 간섭에 따라 부식특성 측정의 정확도가 저하되고, 소형화에 따른 비용이 상승하는 문제가 있으며, 10mm를 초과하는 경우에는 크기가 커서 생체내에 적용하기에 부적합하고, 활용성이 떨어지는 문제가 있다.
다음으로, 본 발명에 의한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷을 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법은,
도 4에 나타난 바와 같이, 생체절개단계(S10), 준비단계(S20), 임플란트단계(S30), 봉합단계(S40) 및 부식평가단계(S50)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 생체절개단계(S10)는 동물의 생체의 일부를 절개하고, 상기 동물의 생체에서 시편이 임플란트될 부분을 천공하는 단계이다. 이는 시편의 생체내 부식특성 평가를 위해 시편이 임플란트될 생체내 부분에 대한 준비과정이다.
동물의 생체의 일부, 즉, 생체의 내장을 손상시키지 않는 범위에서 피부를 매스 등을 이용하여 절개하며, 절개 후에, 생체의 손상을 최소화할 수 있는 부분을 정하여 이를 천공한다.
여기서, 천공할 부분은 생체에 따라 달리 적용될 수 있으며, 시편이 임플란트될 부분에 해당한다. 또한, 천공은 천공부분 외의 생체손상을 최소화할 수 있는 도구이면 어떠한 도구를 사용하여 실시하여도 무방하나, 본 발명에서는 드릴을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 생체절개단계(S10)에서, 상기 시편은 생체분해성 마그네슘합금 또는 마그네슘 중 어느 하나인 것이 바람직하며, 이에 대한 구체적인 설명은 상기에서 언급된 바와 같다.
다음으로, 준비단계(S20)는 상기 시편, 상기 시편과 이격되어 설치된 보조전극, 상기 시편 및 상기 보조전극의 일부가 삽입되어 상기 시편 및 상기 보조전극을 고정시키는 고정대 및 상기 시편에 연결된 시편전선과 상기 보조전극에 연결된 보조전극전선이 상기 고정대를 관통하여 연결되는 임피던스 측정기를 포함하여 이루어진 부식평가킷을 준비하는 단계이다.
상기 준비단계(S20)에서, 상기 보조전극은 티타늄합금(Ti-6Al-4V) 또는 백금 중 어느 하나이며, 상기 시편과 상기 보조전극간의 거리는 0.5mm 내지 3mm인 것이 바람직하며, 이에 대한 구체적인 설명은 상기 본 발명의 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷에 나타난 바와 같다.
또한, 준비단계(S20)는 상기에서 설명된 본 발명의 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷을 준비하는 과정으로, 부식평가킷에 대한 구체적인 설명 및 효과를 상기에서 설명한 바와 같다.
다음으로, 임플란트단계(S30)는 상기 부식평가킷을 상기 천공된 부분에 임플란트하는 단계이다. 이는 부식평가킷을 생체내에 삽입하는 과정이다.
천공된 부분 외의 생체손상이 없도록 정확히 부식평가킷을 삽입하는 것이 중요하며, 이는 수작업으로 이루어지는 것이 효과적이다.
다음으로, 봉합단계(S40)는 상기 임플란트된 부식평가킷에서 상기 시편전선 및 상기 보조전극전선의 일부와 상기 임피던스 측정기는 상기 생체 외부에 위치한 상태로 봉합하는 단계이다. 이는 생체를 봉합하여, 생체의 생명을 유지시키면서, 장시간 부식특성을 실시간으로 모니터링하기 위한 과정이다.
외부에서 생체내 부식과정을 실시간으로 모니터링하기 위해, 상기 시편전선 및 상기 보조전극전선의 일부와 상기 임피던스 측정기는 생체 외부로 노출시켜 봉합하는 것이 바람직하다.
상기 시편전선 및 상기 보조전극전선이 생체내의 부식평가킷 부분과 생체외의 임피던스 측정기를 연결하는 역할을 하게 된다. 또한, 봉합과정은 일반적인 수술 후 봉합방식을 사용한다.
마지막으로, 부식평가단계(S50)는 상기 봉합단계(S40) 이후에, 상기 동물의 생체 외부에 노출된 상기 임피던스 측정기를 이용하여, 전기화학적 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy)을 통해, 상기 시편의 부식속도를 평가하는 단계이다. 이는 실질적으로 시편의 부식특성을 측정하는 과정이다.
이는 임피던스 분광법을 이용하여 부식특성을 평가하며, 자세한 설명은 상기에서 설명된 바와 같다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
10: 시편
20: 보조전극
30: 고정대
31: 삽입부
32: 전선관통부
41: 시편전선
42: 보조전극전선

Claims (15)

  1. 시편;
    상기 시편과 이격되어 설치된 보조전극;
    상기 시편 및 상기 보조전극의 일부가 삽입되어 상기 시편 및 상기 보조전극을 고정시키는 고정대;
    상기 시편에 연결된 시편전선과 상기 보조전극에 연결된 보조전극전선이 상기 고정대를 관통하여 연결되는 임피던스 측정기;를 포함하여 이루어지며,
    상기 시편은 생체분해성 마그네슘합금 또는 마그네슘 중 어느 하나이고, 상기 보조전극은 티타늄합금(Ti-6Al-4V) 또는 백금 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시편과 상기 보조전극간의 거리는 0.5mm 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    실리콘 재질로, 상기 시편 및 상기 보조전극과 상기 고정대와의 접촉부에 위치하는 방수부;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 고정대는, 상기 시편 및 상기 보조전극이 삽입되는 삽입부;
    상기 삽입부의 하부에 전선이 관통하도록 형성된 전선관통부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 고정대는 아크릴 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 시편 및 상기 보조전극의 최대두께는 1mm 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷

  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷은, 어느 방향에서든지 최대 길이가 5mm 내지 10mm인 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷은, 상기 시편이 다층으로 구성된 경우에, 각 층의 부식속도를 동시에 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷은, 전기화학적 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy)을 통해 상기 시편의 부식속도를 평가하는 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 임피던스 측정기의 주파수는 100kHz 내지 10mHz이며, 진폭은 10mV 내지 30mV인 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 삽입부의 폭은 1.5mm 내지 3mm이고, 상기 전선관통부의 폭은 0.8mm 내지 1.4mm인 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷
  12. 동물의 생체의 일부를 절개하고, 상기 동물의 생체에서 시편이 임플란트될 부분을 천공하는 생체절개단계;
    상기 시편, 상기 시편과 이격되어 설치된 보조전극, 상기 시편 및 상기 보조전극의 일부가 삽입되어 상기 시편 및 상기 보조전극을 고정시키는 고정대 및 상기 시편에 연결된 시편전선과 상기 보조전극에 연결된 보조전극전선이 상기 고정대를 관통하여 연결되는 임피던스 측정기를 포함하여 이루어진 부식평가킷을 준비하는 준비단계;
    상기 부식평가킷을 상기 천공된 부분에 임플란트하는 임플란트단계;
    상기 임플란트된 부식평가킷에서 상기 시편전선 및 상기 보조전극전선의 일부와 상기 임피던스 측정기는 상기 동물의 생체 외부에 위치한 상태로 봉합하는 봉합단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷을 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 봉합단계 이후에, 상기 동물의 생체 외부에 노출된 상기 임피던스 측정기를 이용하여, 전기화학적 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy)을 통해, 상기 시편의 부식속도를 평가하는 부식평가단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷을 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 생체절개단계에서, 상기 시편은 생체분해성 마그네슘합금 또는 마그네슘 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷을 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법
  15. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 준비단계에서, 상기 보조전극은 티타늄합금(Ti-6Al-4V) 또는 백금 중 어느 하나이며, 상기 시편과 상기 보조전극간의 거리는 0.5mm 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가킷을 이용한 생체분해성 마그네슘합금의 부식평가방법
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